Construction and experimental investigation of the R-δ_f-type welding window

In this study,a new R-δ_f-type welding window on charge parameters is constructed by determining the boundary conditions of the explosive ratio.The R-δ_f-type welding window synthetically considers the explosive properties and material properties,and can quickly determine the explosive charge at different welding materials with different thickness.In order to test the practicability and accuracy of the R-δ_f-type welding window,410 S stainless steel and QSA5 R low alloy steel plates were explosively welded using 15 mm charge determined by the new window.Microstructures of the bonded sections were examined and then shear tests were carried out on the bonded specimens.Microstructural examination showed the joint interface was transformed from micro wavy to small wavy appearance without microstructure defects.Shear tests results showed interfacial shear strength was much higher than that of the national first grade standard.So the R-Sj-type welding window has strong practicability and accuracy and is helpful to the practical production and application of explosive welding composite materials.     

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/钢双立式爆炸焊接参数优化

为解决大面积钛/钢爆炸焊接窗口窄,在结合区易出现"过熔"和"射流堆积"等微观缺陷的问题,开展了双立爆炸+轧制综合制造技术,进行了低爆速爆炸焊接用炸药试验优化,发明了一种最低临界爆速爆炸焊接用炸药,设计确定了刚性防护板和柔性防护墙构成的双立综合防护结构及参数,研究了钛/钢爆炸焊接装药厚度窗口.结果表明,双立钛/钢复合板结合界面成波状结合,几乎不存在金属熔化、漩涡等微观缺陷.     

爆炸焊接边界效应的产生,发展和消除

本文着重分析研究了在爆炸焊接过程中，三个不同边界区域边界效应的产生和发展，同时对如何消除边界效应的影响也进行了研究探讨。针对目前爆炸焊接普遍存在的这三类边界效应问题，通过优化爆炸焊工艺参数，采用爆炸切焊法，即融爆炸切割技术与焊接技术于一体，消除了边界效应的影响，使焊接复合率达到１００％。     

SA266-304爆炸复合板的三种结合界面

运用JXA－8800M超大型电子探针对SA266—304爆炸复合板的结合界面进行了全面的分析测试，发现结合界面有大波状、小波状、微波状三类结合形式，其中以微波状为最佳．     

双立式爆炸焊接新方法

为了削减爆炸冲击波和节省装药量,该文通过试验发明了一种新的爆炸焊接方法--双立法.实验和初步的生产表明,相对于现行的平行式爆炸焊接方法,双立式爆炸焊接方法明显具有如下几个优点:由于充分利用了平行法上方耗散的冲击波,从而节省了至少1/2的装药量,大大降低了生产成本;双立式爆炸焊接方法采用的是封闭式装药,因此待复合的双侧复合板削减了爆炸冲击波对周围环境的不利影响;爆炸焊接工艺参数易于精确控制;爆炸焊接作业易于形成标准的工艺流程.     

爆炸焊接理论与技术新进展

爆炸焊接理论与技术取得了四个方面的进展:(1)发现并重新定义了三种结合界面:大波状、小波状和微波状,其中以微波状为最佳.首次发现在一个复合板中,界面波呈一定的规律分布.(2)针对爆炸焊接熔焊机理的局限性,首次提出并验证了"爆炸焊接是一种特殊压力焊"的新观点.(3)为了得到无熔化的良好界面,必须选取焊接下限,按照新的复板模型,得到了新的焊接下限,比传统下限小20%,并适宜于工程应用.(4)首次测试并研究了爆炸焊接荷载下地基的应力应变规律.通过地基参数的优化分析,得到了最适宜于爆炸焊接的沙土地基(含水量17.00%、密度1.74g/cm3).     

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.     

金属复合材料爆炸焊接综合技术发展新趋势

为了克服大板面爆炸焊接所面临的冲击波、地震波和噪声对周围环境的影响,实现爆炸焊接行业的大规模标准化生产,对"双立式爆炸焊接"、"水下爆炸焊接"和"爆炸+轧制"等3种新型工艺技术进行了综合分析,从而指出上述技术方法在节能减排、降低危害和质量控制等方面优势明显,运用数值模拟、理论分析和试验测试相结合的方法,对上述技术方法的工艺参数、防护技术及综合运用进行研究是爆炸焊接综合技术发展的新趋势。     

压力容器用钛钢复合板缺陷的爆炸堆焊修复技术

钛及钛合金与钢的爆炸焊接难度较大,复合率较低,易产生不结合区等缺陷,又由于钛与钢的可焊性差,当钛钢复合板出现缺陷时不易修复,因此钛钢复合板的成材率低.对钛钢复合板爆炸焊接缺陷研究出一种爆炸 堆焊的复合修复技术,通过爆炸复合薄钛板作为过渡层,然后在特殊工艺下进行堆焊,使得钛钢复合板的复合率达到100%,大大提高了该类复合板的成材率.