爆炸焊接边界效应作用机理研究

对边界效应作用机理进行系统的理论研究,研究表明边界效应主要是因为装药边界产生的稀疏波,使飞板边界处爆轰产物的压力衰减比中央快,致使飞板边缘的运动速度达不到焊接要求,须进一步确定边界效应影响范围:沿与爆轰波平行的装药边界爆轰产物的飞散时,边界效应的影响区域为s＝(γ2-1)/(2γ2)hw;沿与爆轰波阵面垂直的装药边界爆轰产物的飞散时,边界效应的影响区域为s＝hw.     

双金属爆炸焊接参数设计理论

针对爆炸焊接参数设计问题,从爆炸焊接基本理论出发,分步介绍了飞板爆轰驱动的理论和双金属爆炸焊接窗口理论。首先归纳总结了一维爆轰驱动飞板的终速公式,并详细说明了其应用范围与原因。对于二维滑移爆轰驱动飞板问题,主要针对Richter理论和特征线法进行了介绍,并推导出新的近似计算公式。接着,对于爆炸焊接参数窗口理论,详细比较了以往传统单一金属爆炸焊接窗口理论与公式,并针对部分已有公式进行了重新推导与修正,重新界定了其适用范围。利用这些爆炸焊接窗口的基本理论,作者对所发展的双金属可焊下限、双金属可焊上限、双金属流动限以及声速限构成的双金属爆炸焊接窗口理论进行了系统地介绍。最后,以飞板爆轰驱动和爆炸焊接窗口构建成了整个爆炸焊接工艺技术参数设计理论,并结合二元合金相图进行爆炸焊接设计,针对调控原材料硬度的必要性、焊接界面波纹及气孔的控制方法等问题进行了讨论。     

双相不锈钢2205-Q345R复合板焊接性能试验研究

采用爆炸焊接方法制作双相不锈钢2205-Q345R复合板,需将复层2205进行拼焊,以满足不同尺寸要求,未复合区需进行补焊.根据双相不锈钢2205-Q345R复合板的焊接性,对双相不锈钢2205拼焊和2205-Q345R复合板未复合区补焊工艺进行了试验研究,结果表明:焊接接头各项性能均能满足相关指标要求.     

铝-钢爆炸复合板的研究

进行了三种质量比的铝－钢爆炸复合板试验,所有复合板界面焊合良好,焊合率〉９５％,结合强度〉６０ＭＰａ,而且基,复层材料对爆炸冲击波响应的硬化程度不明显,但结合界面存在铁,铝金属间化合物,故复合时应仔细选择爆炸参数,昼减少其生成量。     

相控阵检测在爆炸焊接金属复合板中的应用探究

相控阵检测技术是无损检测超声领域的新技术,将该技术应用到爆炸焊接金属复合板结合界面波纹特征的检测是一种新的尝试。介绍了相控阵检测技术的基本原理和技术特点,分析了爆炸焊接复合板界面超声波传播特点和相控阵C扫成像基本原理,并在多种材质的爆炸焊接金属复合板上进行试验性应用研究,结果发现相控阵扫查方向影响爆炸波纹的成像效果,通过相控阵检测技术,能够快速获取爆炸焊接复合板结合界面的爆炸波纹特征图像,并能够对波纹特征进行清晰识别与准确评判,有效辅助爆炸复合工艺的提升改进,提高爆炸焊接复合板产品质量,同时也实现了以无损检测方法评价爆炸焊接复合质量的新突破。     

工具钢-普碳钢复合板爆炸焊接试验与分析

运用金相技术和扫描电子显微镜,分析工具钢-普碳钢复合板爆炸焊接的结果.通过选取最佳的爆炸焊接参数,解决复合板爆炸焊接试验中易出现的裂纹以及边界不易焊合现象.结果显示,起爆端界面波形比较微小,然后逐渐增大,但是增幅较微弱,界面的结合强度较高,并且复合板的结合区存在着金属强烈的塑性变形、熔化和原子间的相互扩散等冶金过程.     

不锈钢—碳钢单、双面复合板的爆炸焊接及性能研究

研究了不锈钢－碳钢单面、双面复合板爆炸焊接质量,结合界面的微观结构,剪切强度及耐蚀性能,结果表明,单、双面不锈钢－低碳爆炸焊接复合板的结合界面均为波状结构,结合面两侧存在一定组织变形,近界面处为角结晶组织,稍远处为拉伸变形后的维状组织,结合界面碳钢－侧过渡区存在增碳区,不锈钢一侧有一个脱碳层,双面复合界面的结合过渡区的单面为１．５倍宽,脱碳区也接近单面的１．５倍,采用切割爆炸焊接法有利于改善不锈钢－低碳钢复合板的边缘焊合,在同一基板上进行了双面不锈钢复合时,第一面复合界面的剪切强度比第二面复合界面的差,还是双面复合板,其界面结面强度均由起爆端的末端逐渐降低,结合界面的脱碳层对复合的耐蚀性能无明显影响。     

铝合金-钢爆炸焊接装药量与界面性能的关系(英文)

通过设计不同的爆炸焊接工艺参数爆炸复合了铝合金-钢爆炸复合板,并对复合板的界面性能进行了显微分析和力学性能测试,探讨了爆炸焊接装药量对复合板界面性能的影响。结果表明:在铝合金-钢复合板的的结合界面产生了一层金属间化合物并且在化合物中产生了许多微裂纹。随着装药量的增加,界面化合物的厚度略有增加,其上微裂纹的的数量也有所增加。复合界面的剪切强度随着装药量的增加而有所降低。界面化合物对复合板强度产生不利影响,铝合金-钢爆炸焊接时应尽量采用小药量。     

金属复合板节能型爆炸焊接试验研究

为了解决现有金属复合板爆炸焊接技术中存在装药结构能量利用率低、环境危害大、安全隐患突出等现实问题，对爆炸焊接装药结构进行了研究，设计出一种简式密封装药工艺，即一种节能型爆炸焊接复合板生产方法：在普通型铺设炸药之上，放置厚度2 mm左右的隔离板，隔离板之上铺设高度为10～12 mm的金刚砂。为了验证节能型爆炸焊接与普通型爆炸焊接金属复合板的力学性能差异，分别采用普通型爆炸焊接工艺和节能型爆炸焊接工艺进行了试验研究。采用节能型爆炸焊接技术生产的金属复合板，经无损检测、力学性能试验表明，其结合强度、复合率、机械性能等指标均达到或超过了国家标准GB/T 8165、行业标准NB/T 47002的技术要求。并且相比较于普通型爆炸焊接工艺，仅仅采用炸药表面覆盖物的方法，就可实现节能1/3的目的，在炸药使用量减少30%的情况下，依然得到了高于国家及行业标准规定的性能指标。实验结果表明：采用节能型爆炸焊接工艺与普通型爆炸焊接工艺生产的复合板，力学性能几乎相同，都能满足大型化工装备制造领域的需求。因此，采用节能型爆炸焊接复合板生产工艺，实现了简洁高效、安全可靠，节能降耗之目的。     

爆炸焊接复合板在石化装备应用中的关键技术研究

近年来随着爆炸焊接复合板在石化装备等行业中的大量运用,其复合技术及其后续制造工艺的进步愈显重要。根据爆炸焊接复合板在石化装备等工程领域中的应用状况,结合爆炸焊接复合板的可焊性窗口及特点,阐述了不同材质的爆炸焊接金属复合板在生产制造中的热处理参数及使用中焊接、无损检测等关键技术。     

近距离爆破引起的隧道周边振动场

首先分析了近距离爆破造成的隧道周边振动场分布规律 ,指出最大振动速度出现在爆破振动波正入射部位的墙壁和拱部 ,墙脚点振动速度较小 ,背爆侧振速只有迎爆侧的 1 / 2 5。其次 ,根据大量测试数据分析 ,论述了爆破性质、地质条件对振动衰减的影响 ,并作了进一步的理论解释。最后根据振动分析 ,提出了有关降低爆破振动的措施     

防护层对爆炸焊接质量的影响

为了研究防护层在炸药爆轰过程中对复板表面的保护作用,依据实验数据,分析了复板在焊接完成后的表面平整度、是否发生熔融现象以及金属结合界面的波状纹理的变化情况。防护层隔绝高温的炸药爆轰产物对复板侵蚀,同时在爆轰初始阶段对于应力波透过防护层作用在复板上的应力有明显的增强效应。最终确定在爆炸焊接过程中对复板厚度为0.2cm时,在其表面均匀覆盖一层0.05⁰.15cm的黄油可以较好地保护复板不受高温的爆轰产物侵蚀。实验过程中,选取不同种类炸药进行了对比实验,发现粉状硝铵炸药更加容易装药和控制爆轰速度,本实验选用硝铵炸药完成。     

防护层对爆炸焊接质量的影响

为了研究防护层在炸药爆轰过程中对复板表面的保护作用,依据实验数据,分析了复板在焊接完成后的表面平整度、是否发生熔融现象以及金属结合界面的波状纹理的变化情况。防护层隔绝高温的炸药爆轰产物对复板侵蚀,同时在爆轰初始阶段对于应力波透过防护层作用在复板上的应力有明显的增强效应。最终确定在爆炸焊接过程中对复板厚度为0.2cm时,在其表面均匀覆盖一层0.05~0.15cm的黄油可以较好地保护复板不受高温的爆轰产物侵蚀。实验过程中,选取不同种类炸药进行了对比实验,发现粉状硝铵炸药更加容易装药和控制爆轰速度,本实验选用硝铵炸药完成。     

炸药量对爆炸焊接界面波影响的数值模拟

为了保证金属复合材料的爆炸焊接质量,对爆炸焊接过程中的爆轰荷载大小起着决定性作用的炸药量及布药方式进行了探索。应用AUTODYN非线性显式动力学分析软件,模拟了基、复板爆炸焊接复合过程,得到了不同炸药量下爆炸焊接过程中的压力时程,结合理论公式,分析炸药量、爆轰荷载、碰撞速度和界面波状之间的关系,及炸药量对爆炸焊接界面波的影响。并在复板上、下表面等间距各设置了8个关键点,比较了炸药厚度均匀布药方式和厚度递减布药方式产生的波状形态。结果表明,在可焊性窗口内,炸药量多的会产生较大波状结合界面;厚度递减布药方式能够消除均匀布药方式下界面波的不均匀现象,其中方案2的速度波动效果最好。并且已经结合的界面受到后续压力的振动破坏明显降低。     

SUS304不锈钢/Q345R碳钢爆炸焊接工艺参数研究

针对实际生产中在爆炸焊接窗口内取值时因为所取参数不同而导致生产的复合板结合强度差异较大这一现状,通过对SUS304不锈钢／Q345R碳钢爆炸焊接窗口内不同工艺条件得到的复合板进行剪切强度测试及金相分析,得到界面结合强度与界面波形的关系以及两者随工艺参数的变化规律,找到窗口内最佳的工艺参数,以提高爆炸焊接复合板质量以及生产效益。研究表明：界面波形的波长和振幅随着装药量的增加而增大,随基复板间距的增加先增大后减小。爆炸焊接窗口内最佳工艺参数取值范围与复板厚度有关。复板为薄板（3mm）时,取得最佳结合强度时界面波形波长为1250μm左右,振幅为200μm左右,对应的最佳装药质量比为1．02,基复板间距为8mm,取值比理论最佳值偏高;复板为厚板（6mm）时,取得最佳结合强度时界面波形波长为900岫,左右,振幅为100μm左右,对应的最佳装药质量比为0．45,基复板间距为14mm,取值靠近下限。当界面波长与振幅相同时,复板为薄板的结合强度要高于厚板。     

双层爆炸复合中覆板最小可焊厚度的分析

为了研究双层爆炸焊接中覆板的最小可焊厚度,分析了爆炸焊接对于炸药布药量的要求,提出了一种利用爆炸焊接的碰撞速度下限与覆板的一维平板运动公式计算爆炸焊接中覆板最小可焊厚度的方法,并采用爆炸焊接中常用的3种炸药,分别对不锈钢-钢、铝-钢、钛-钢、铜-钢的爆炸焊接最小可焊厚度进行计算,计算得出4种覆板的最小可焊厚度分别在1.5、2.5、2.0、1.5 mm左右。同时指出在进行小厚度覆板的爆炸焊接时,由于密度更低的炸药爆轰压力也更低,可以更好地适用于小厚度覆板的爆炸焊接。     

钛-钢板爆炸焊接的影响因素及炸药配方

爆炸复合用炸药是影响爆炸焊接效果的最主要因素,不同的材料和工艺参数对炸药的爆速、比冲量和能量有不同的影响,其中炸药的密度直接影响复板斜碰撞基板的速度和角度。选用低合金高强度结构钢Q345B和工业纯钛TA2为实验材料,通过理论计算与实验研究,得到了一种较为适合钛-钢板爆炸焊接用的炸药配方,并对钛-钢爆炸焊接影响因素进行了探讨。     

Effect of base plate thickness on wave size and wave morphology in explosively welded couples

The influence of plate thickness on the wave morphology generated in explosive welding is analysed by the use of mild steel base plates machined into steps of different thicknesses and a constant-thickness mild steel flyer plate, to ensure similar impacting conditions. It is found that wave shape, at the same distance from the collision point, remains unchanged for the different thicknesses. However, wavelength and wave amplitude are observed to decrease for thinner base plates, while the incubation distance for stable wave generation is observed to increase with decreasing base plate thickness. Previously suggested mechanism for explosive wave generation are analysed in terms of the present experiments. It is apparent that most of the theories proposed to date for wave formation are in one way or another incomplete.     

爆炸焊接中覆板碰撞速度的确定

为了给爆炸焊接中覆板碰撞速度提供更多的理论计算方法,按照一定的物理模型自行推导了另外两种覆板碰撞速度的计算公式,讨论了覆板碰撞速度的影响因素,并对若干实际爆炸焊接场景的碰撞速度进行了计算与比较,这些实际场景的焊接质量良好。结果表明,计算结果处于焊接窗口参数之中,而且这些设计和计算对爆炸焊接实践具有一定指导作用。