爆炸焊接制备大厚度Cu-Fe-Cu复合板

作     者：唐奎 王金相 方雨 周楠 Tang Kui;Wang Jinxiang;Fang Yu;Zhou Nan

作者机构：南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094 安徽弘雷金属复合材料科技有限公司安徽宣城242000 南京森林警察学院江苏南京210023 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2020年第49卷第5期

页      面：1553-1560页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0702[理学-物理学] 

基　　金：National Natural Science Foundation of China(11672138,11602113) the Natural Science Foundation of Jiangsu Province(BK20161055)。 

主　　题：爆炸焊接 Cu-Fe-Cu复合板 可焊性窗口 界面波 

摘      要：铜-铁复合板既有良好的延展性、导电和导热性,又有铁的铁磁性和铜的抗磁性,因此可广泛应用于电力、电子等行业。但铜和铁较差的相容性又使得两种金属难以用常规方法进行焊接。本研究采用爆炸焊接方法进行了大厚度Cu-Fe-Cu复合板的制备。首先,采用爆炸焊接理论获得了可焊性窗口,确定了炸药爆速、装药厚度和间隙高度;随后,在数值模拟中同时使用SPH、Lagrange和Euler方法完整模拟了整个爆炸焊接过程,获得了复板的碰撞速度、结合界面温度和压力,验证了理论设计参数的有效性;最后,开展了爆炸焊接试验,成功制备了大厚度Cu-Fe-Cu复合板,分析了结合界面近区的硬度分布和界面结合强度,借助于试验和数值模拟结果讨论了界面波的形成过程。结果表明:数值模拟和试验得到的Fe-Cu结合界面的波形参数基本一致;铁和铜在结合面附近的硬度较母材分别增加了约34.2%和49.8%;第一和第二结合界面的剪切强度分别为212.7 MPa和225.3 MPa。