铜钢爆炸焊接动态参数的研究

研究爆炸焊接动态参数对复合质量至关重要。本文对铜复板的动态弯折角、碰撞速度等动态参数进行了研究 ,得到了铜复板飞行姿态、超声速复合中临界碰撞角和铜复板飞行速度上限 ,对试验与生产有一定的实用价值。     

钢钢爆炸焊接动态参数的研究

研究爆炸接动态参对复合质量的至关重要,本文对铜复板的动太变折角,碰撞速度动态参数进行了研究,得到铜复板飞行姿态,超声速复合中临界碰撞角和铜复板飞行速度上限,对试验与生产有一定的实用价值。     

双面爆炸复合理论计算与实验结果的对比研究

为了有效的指导双面爆炸复合参数的选择,对普碳钢与普碳钢双面爆炸复合中复板碰撞速度的上下限进行理论计算,结合爆炸载荷驱动下复板碰撞速度的几个常用理论公式的计算结果与两组普碳钢与普碳钢的双面爆炸复合实验结果进行比较。结果表明:阿述兹公式与特里巴斯公式的计算结果与实验结果较吻合,可对双面爆炸复合的工程应用提供理论指导。     

爆炸焊接动态参数的简易测量系统

为获得爆炸焊接结合区的动态参数,使用PVDF压电薄膜和等离子探针设计一种简易的测量系统。以304不锈钢板和Q235钢板分别作为复板和基板进行爆炸焊接试验和动态参数测量试验,并对动态参数进行理论计算。结果表明,该测量系统能较为准确地获得炸药爆速、碰撞点移动速度、碰撞速度等动态参数,炸药爆速和碰撞点移动速度一致性良好。格尼公式所预测的碰撞速度较实验值明显偏大,而考虑加速历史所获得的碰撞速度与实验碰撞速度吻合良好。此外,金相分析结果表明焊接界面可实现没有缺陷的高质量波形结合,体现所选参数的合理性。     

基于不同算法的Ti/SS316爆炸焊接数值模拟研究

目的 研究不同基复板间隙对爆炸焊接质量的影响,对钛(Ti)/不锈钢(SS316)的爆炸焊接过程进行数值模拟研究。方法 利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,结合光滑粒子流体动力学-有限元耦合法(SPH-FEM耦合算法)和拉格朗日-欧拉耦合法(ALE算法),对钛(Ti)/不锈钢(SS316)爆炸焊接过程进行三维数值模拟,通过不同算法得到不同基复板间隙下的碰撞速度、碰撞压力及碰撞角,并将模拟结果与试验及理论计算结果进行对比。结果 当间隙为5、10、15 mm时,SPH-FEM耦合算法和ALE算法的复板碰撞速度均落在爆炸焊接窗口内,表明纯钛(Ti)和不锈钢(SS316)均能成功实现焊接,没有脱落与鼓包。与SPH-FEM耦合算法相比,ALE算法下的碰撞速度、碰撞压力和碰撞角的模拟结果和理论计算结果更加吻合,可信度更高。结论 ALE算法的模拟结果与试验结果吻合,且与理论计算结果的误差更小,表明ALE算法用于纯钛(Ti)和不锈钢(SS316)爆炸焊接是有效的。     

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。     

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。     

大面积拼焊复板爆炸焊接的研究

本文对拼焊而成的大面积复板爆炸焊接参数的特殊性进行了分析;叙述了爆炸焊接参数的选择原则和方法。在此基础上,对大面积拼焊复板爆炸焊接时产生的诸多缺陷,如:裂边、波纹粗大,表面穿孔及成棱、拼焊缝开裂、局部不复合等进行了初步分析,阐述了产生这些缺陷的可能原因,对制定合理的大面积拼焊复板的爆炸焊接工艺具有参考价值。     

基复板间距对爆炸焊接质量影响的数值模拟

为了研究间距对爆炸焊接质量的影响,选取厚度为2 mm的钛板和钢板以2.5、4.5、6.5、8.5、10.5 mm为间距,借助有限元软件LS-DYNA,采用SPH-FEM耦合的方法,对爆炸复合过程做了三维数值模拟。结合材料参数计算并建立了爆炸复合窗口。模拟结果显示:随着基复板间距的增大,焊接界面结合强度呈由低到高、由高到低的变化过程,与实验结果相吻合。当间距为6.5 mm时,碰撞速度的模拟结果接近爆炸复合窗口内的最大值,表明此时结合质量较好,模拟结果与实验吻合较好。借助SPH法得到了复合板结合面的界面形貌,模拟结果与实验的金相结果一致性较好,模拟结果显示在间距为6.5～8.5 mm之间时,能够得到较好的爆炸焊接界面波形。     

国内外轧机用耐磨复合衬板的性能对比

对国外热轧复合及国内爆炸复合生产的轧机用耐磨复合衬板的性能进行了对比分析,主要包括界面抗剪强度、拉伸性能、冲击性能和耐磨性能。结果表明:国外通过热轧生产的复合衬板的界面较为平直,基材的韧性较高,复材的耐磨性能优良,综合性能良好;国内爆炸复合生产的衬板虽然界面结合强度较高,但基材的韧性较低,耐磨性能低于国外热轧生产的复合衬板的耐磨性能。根据耐磨复合衬板的组织及性能结果,对国外热轧复合衬板的组织控制工艺进行了推测。     

Explosive scarf welding of aluminum to copper plates and their interface properties

Explosive welding was used to produce scarf joint between aluminum and copper plates. This process is known as explosive scarf welding (ESW). In a scarf joint, the final bond interface is oblique. In this study, chamfered end of aluminum and copper plates were joined explosively and named scarf joint, employing changes in chamfered angle at different stand‐off distance and explosive loading. The geometry of scarf joint enables consideration of both flyer and base plate thickness and explosive loading and the effects on mechanical properties of interface such as bond shear strength and micro‐hardness can be investigated. Mathematical models developed on the interface properties of scarf joint to make relationship between the bond shear strength and explosive loading ratio. To check the adequacy of developed models, mechanical properties of interface, such as bond shear strength was predicted and compared with actual values in explosive cladding process. The results show reasonable agreement with theoretical predictions. Consequently, mathematical model which is based on scarf joints, can predict bond shear strength of cladding metals under desired explosive loading and flyer plate thickness.     

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     

减小爆炸焊接边界效应影响研究

边界效应是爆炸焊接普遍存在的问题,如何消除边界效应是提高爆炸焊接复合质量的关键。本文提出了减小边界不焊区的两种方法:①等面积爆炸复合时,采取加大布药宽度和在焊接窗口内适当加大质量比R的办法,将稀疏波作用范围引出复合面积之外,减少炸药边界稀疏波对飞板飞行速度的影响;②不等面积爆炸复合时,采取把飞板边界刨去一部分或开应力槽的方法,减少复合板周边打伤打裂现象。通过大量爆炸焊接试验的检验结果来看,复合板周边的焊合情况非常令人满意。与工程经验的方法相比,不但装药量可节省10%左右,降低生产成本,而且还可降低基、复板之间的碰撞速度,对减小复合板的整体变形和对解决爆炸焊接中的开裂问题十分有利,从很大程度上优化了焊接工艺。     

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。     

厚板爆炸焊接窗口理论的应用

厚板爆炸焊接的焊接质量，焊接与否都比薄板更加强烈地依赖于爆速，复板加速间抛掷角，打击速度等焊接参数，该文根据可焊窗口理论，对厚板爆炸焊接参数选择时应注意的总理２进行了分析，尤其对焊接上限问题进行了较深入地讨论。     

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。     

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。     

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。