金属爆炸焊接数值计算及工程应用

利用经典近似公式对炸药敷设厚度、有效多方指数、碰撞角和安装间距之间的可焊范围进行了数值计算分析，并对2号岩石硝铵炸药的爆速随其装药密度及敷设厚度给出了定性、定量的描述，经试验验证在工程中应用是可行的。     

异种金属爆炸焊接窗口分析与应用

爆炸焊接窗口是获得良好结合质量的重要方法,计算的理论模型和参数选择对结果至关重要. 从爆炸焊接参数出发,通过分析爆炸焊接窗口边界公式的发展历程、理论假设和参数选择,总结得到方便使用的窗口计算公式. 将其应用到钛/铝焊接中,分析了钛与不同牌号铝合金的焊接方式,预测了不同装药比时焊接界面的质量. 结果表明,随着铝合金硬度的升高,可焊窗口逐渐减小. 当焊接参数位于窗口中部时,界面成小波状,结合质量好;焊接参数接近窗口上限时,界面成大波状,存在大量微观缺陷.焊接窗口是重要的研究手段,能够较好的指导生产实践.     

爆炸焊接可焊性窗口下限药量试验研究

在T10／Q235复合板的爆炸焊接试验中发现,成功爆炸焊接所需的实际最少药量比传统可焊性窗口下限动态参数确定的药量还减少了15％－20％左右,由此给出爆炸焊接药量系数修正式。依据修正式对3Cr13/Q235、1Cr18Ni9Ti／铸钢和62硬质黄铜／Q235复合板进行实际爆炸焊接生产检验,不仅大大减少了焊接药量和减轻了爆炸效应对环境的危害,而且复合板的焊接质量也完全满足工程的使用要求。因此,将修正式定义为对复合板爆炸焊接生产具有重要实际指导意义“最佳焊接药量窗口”。     

爆炸焊接装药厚度可焊性窗口

通过X射线观测爆炸焊接复板的运动姿态,得出了爆轰载荷与复板的作用过程,从而提出了在爆炸焊接过程中"爆轰载荷产生的复板的最大弯矩必须大于复板材料在其动态屈服极限时的弯矩而小于其在动态抗拉极限时的弯矩,才能实现成功爆炸焊接"这一新观点,并由此得出了爆炸焊接装药厚度的上限和下限,此即为爆炸焊接装药厚度可焊性窗口.在此基础上,...     

爆炸焊与异种金属的焊接

综述了作为特种焊的一种新工艺的爆炸焊在异种金属焊接中的许多课题。例如所焊异种金属的品种和数量、特点和用途等。指出了爆炸焊是异种金属焊接的一种最佳工艺,值得大力推广和应用。     

爆炸焊接技术及工程应用

爆炸焊接窗口是获得良好结合质量的重要方法,计算的理论模型和参数选择对结果至关重要. 从爆炸焊接参数出发,通过分析爆炸焊接窗口边界公式的发展历程、理论假设和参数选择,总结得到方便使用的窗口计算公式. 将其应用到钛/铝焊接中,分析了钛与不同牌号铝合金的焊接方式,预测了不同装药比时焊接界面的质量. 结果表明,随着铝合金硬度的升高,可焊窗口逐渐减小. 当焊接参数位于窗口中部时,界面成小波状,结合质量好;焊接参数接近窗口上限时,界面成大波状,存在大量微观缺陷.焊接窗口是重要的研究手段,能够较好的指导生产实践.     

双立式爆炸焊接R-δ型可焊性窗口

针对双立式爆炸焊接新方法的爆轰驱动特点,通过研究双立式爆炸焊接条件下的焊接下限、焊接上限、临界起爆厚度、临界碰撞角和临界复板厚度等可焊性边界条件,构建了一种静态参数下的双立式爆炸焊接R-δ型可焊性窗口;该窗口综合反映了爆炸焊接中的复板特性和炸药特性两大焊接参数,所建立的铜、不锈钢、铝合金等材料的双立式爆炸焊接R-δ型可焊性窗口可直接运用于工程实践中;根据双立式爆炸焊接R-δ型可焊性窗口设置的15 mm超低药量试验下的304L/Q235b复合板实现了高质量的微小波状结合,说明该窗口可以作为确定双立式爆炸焊接工艺参数的依据.     

钛合金-不锈钢爆炸焊的超声换能器制作及检测

介绍了钛合金-不锈钢爆炸焊接质量的检测方式,研制了高分辨率和高灵敏度的专用换能器并用水浸超声F特征扫描自动检测装置进行检测,得出相应的波形图并进行验证.     

不同夹层爆炸复合铝-不锈钢板的显微组织、强度和焊接窗口

以1100铝、纯铜和304不锈钢为夹层,用爆炸复合法制备5052铝-316不锈钢(Al 5052-SS 316)复合板。采用不同工艺参数,包括相隔距离、炸药质量比(炸药质量与飞片质量比)和倾斜角得到实验结果。夹层的使用使焊接窗口的下边界发生位移,焊接区域增大40%。在此基础上,设计考虑第三个操作参数影响的三轴焊接窗口。使用夹层后,传统Al 5052-SS 316炸药复合界面形成的连续熔融层转变为光滑的界面,其中没有或存在少量的金属间化合物。含夹层复合层的显微硬度、抗拉强度和剪切强度均高于传统爆炸复合层,且使用不锈钢夹层的Al5052-SS 316爆炸复合层具有最高的显微硬度、抗拉强度和剪切强度。     

铝-铝爆炸焊接界面波形成与特征

文中通过试验观察与数值模拟相结合,尝试分析界面波的形成与结构特征.对2024铝开展系列准对称爆炸焊接,获得了界面波结构特征随装药比变化样品,并基于Autodyn软件中的光滑粒子法对铝-铝爆炸焊接斜碰撞过程进行了模拟,获得与试验现象吻合良好的计算结果.结果表明,装药比的提高使得再入射流厚度和界面波长波幅增加,且界面更加连续;装药比的提高对再入射流速度的影响不大;再入射流量的逐渐增多使得基板承受的剪切应力增大,进而导致界面出现平直到波状的渐变.分析得到的铝-铝爆炸焊接界面波特征随装药比的变化规律以及所使用的数值方法为相关分析提供了有用的参考.     

非晶涂层薄带爆炸焊接上限分析

将薄带爆炸焊接温度场简化为一维物体非稳态热传导情形,给出温度随时间变化的分布解,并引入温升热软化模型,根据拉伸波到达界面时的温度值确定焊接界面上的结合强度,再综合考虑非晶材料的晶化限及涂层与基体界面的结合强度,给出控制非晶薄带涂层爆炸焊接上限的三个重要因素.最后分析了铁基非晶涂铜薄带的爆炸焊接上限.将损伤力学的理念引入试验装置的设计中,通过LS-DYNA模拟得到拉伸波强度与层间碰撞速度的关系,再由以上三个因素分别计算得到焊接上限,并取最小值以确保共同满足.     

铝/钛复合管爆炸焊接三维数值模拟

复合管爆炸焊接在工艺上的差异性决定了其焊接过程与复合板焊接过程不同,而复合管爆炸焊接作用空间的相对密闭导致观察和分析其焊接过程的困难,通过软件AUTODYN模拟出了复合管爆炸焊接过程,在验证模型正确有效的基础上,分析了复合管射流产生以及结合界面波形结构的独特性,发现射流产生波状结合满足侵彻机理假说.对比爆炸焊接试验结果表明,模拟结果与试验结果具有良好的一致性,这为研究复合管波形结构以及射流形成机理等提供了重要手段.     

Interaction of impact-compressed gas in the welding gap with the welded surfaces in explosive welding

It is shown that in explosive welding in conditions preventing the formation of a cumulative jet, the cleaning and activation of the welded surfaces take place ahead of the contact point by the plasma flows. Impact plasma forms in the welding gap during the hypersonic discharge of the high-temperature impact-compressed gas at its boundary with the welded surfaces.     

金属爆炸焊的研究现状及发展趋势

介绍金属爆炸焊接技术的基本原理及发展历程,综述近年来国内外爆炸焊接技术在异种金属连接以及数值模拟等方面的研究进展,并展望爆炸焊接技术的未来研究发展动向。     

爆炸焊接复合板交界区的冶金行为

用热处理方法研究了1Cr18Ni9Ti-16MnR钢爆炸焊接复合板交界区的冶金行为,认为视在增碳层宽度随热处理参数P1的增大而呈波浪式增加,但真正增碳层宽度随P1的增大而单调增加.增碳层中最大硬度HVm是在靠近视在增碳层的1Cr18Ni9Ti钢一侧,加热温度T高,则HVm低.测定了C和Cr元素在1Cr18Ni9Ti钢中的扩散系数.     

Behavior and mechanism of the bonding interface of 0Cr18Ni9/16MnR by explosive welding

In order to investigate the bonding behavior and mechanism of the interface prepared by explosive welding,the bonding interfaces of OCr18Ni9/16MnR were observed and analyzed by means of optical microscope(OM),scanning electron microscope(SEM)and electron probe microanalysis(EPMA).It is found that the welding interfaces are wavy due to the wavy explosive loading.There are three kinds of bonding interfaces i.e.big wave,small wave and micro wave.There are a few seam defects and all elements contents are less than both of the base and flyer plate in the transition zone of big wavy interface.Moreover,some"holes"result in the lowest bonding strength of big wavy interface nearby the interface in the base plate.All elements contents of the small wavy interface are between two metals,and there are few seam and hole defects,so it is the higher for the bonding strength of small wavy interface.There is no transition zone and defects in the micro wavy interface,so the interface is the best.To gain the high quality small and micro wavy bonding interface the explosive charge should be controlled.     

爆炸焊接最小作用量原理分析

最小作用量原理是自然界的一条基本法则,也是物理学的最后规律.通过爆炸焊接的理论分析、界面测试和生产实践发现,爆炸焊接过程也遵循物理学"最小作用量原理",即以最小的装药量获得最佳的焊接界面.在复板和基板发生非弹性碰撞直至结合这一力学过程中,其"作用量"可认为是"复板和基板的结合能量".为了使界面结合能量为最小,在选取爆炸焊接工艺参数时,需遵循"装药厚度下限法则"和"基复板间隙上限法则"等原则,并优选"最低临界爆炸速度炸药",即可实现爆炸焊接过程"最小作用量原理",从而使爆炸焊接界面状态达到最佳.     

爆炸焊接两板间距上限法则分析与试验

为了研究两板间距参数与装药厚度之间的关系及其对爆炸焊接界面质量的影响规律,通过分析复板在基复板间距内运动规律,建立与间距相关的复板运动模型,进而确立了复板运动速度与间距之间的变化规律,提出爆炸焊接两板间距参数应遵循上限法则. 根据该间距上限法则,对304/Q235B进行了四组爆炸焊接间距试验以及相应的微观界面测试. 结果表明,上限间距参数不仅能获得良好的焊接界面,而且由于能充分利用炸药的能量而使得所用的装药厚度降到最低.