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铝—铝爆炸焊接界面形貌特征研究

稀有金属材料与工程 2015年第10期44卷 2486-2490页

作者：孙宇新付艳恕南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094 南昌大学江西南昌330031

基于爆炸焊接波状界面形成的失稳机理与流体—弹塑性模型,在飞板反向射流与空气之间存在着Rayleigh-Taylor、Kelvin-Helmholtz不稳定性条件,因而提出失稳是发生在金属流体薄膜与空气之间。由界面波幅与波长之比判定线性理论成立,从而建... 详细信息

基于爆炸焊接波状界面形成的失稳机理与流体—弹塑性模型,在飞板反向射流与空气之间存在着Rayleigh-Taylor、Kelvin-Helmholtz不稳定性条件,因而提出失稳是发生在金属流体薄膜与空气之间。由界面波幅与波长之比判定线性理论成立,从而建立双层流体失稳线性控制方程,获得失稳发展特征指数表达式。结果表明在金属流体弹—粘性与失稳机制竞争作用下,特定波长范围的扰动能够被优先发展,其他波长的扰动被抑制或未能发展,从而使得波状界面在沿爆轰方向较为一致,实验结果也验证了这一结论的正确性。

关键词：爆炸焊接失稳波状界面弹-粘性

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合金工具钢的水下爆炸焊接

爆炸与冲击 2016年第1期36卷 107-112页

作者：孙伟李晓杰闫鸿浩大连理工大学海洋科学与技术学院辽宁盘锦124000 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

针对水下爆炸焊接法对超薄、高硬度脆性材料的独特应用特点,开展合金工具钢与铜箔的焊接复合实验。采用高爆速炸药倾斜装药方式,开展实验研究。利用有限元软件ANASYS/LS-DYNA对水下爆炸冲击波驱动飞板的飞行过程进行数值模拟,验证焊接... 详细信息

针对水下爆炸焊接法对超薄、高硬度脆性材料的独特应用特点,开展合金工具钢与铜箔的焊接复合实验。采用高爆速炸药倾斜装药方式,开展实验研究。利用有限元软件ANASYS/LS-DYNA对水下爆炸冲击波驱动飞板的飞行过程进行数值模拟,验证焊接参数合理性。模拟结果显示,飞板与基本碰撞速度沿焊接方向逐渐减小。微观组织观察显示,界面整体表现为爆炸焊接波状形态,呈沿焊接方向逐渐减弱的趋势,与模拟预计结果一致。对焊接实验样品界面处进行显微硬度测试,显示近界面处硬度稍有增加。

关键词：爆炸力学水下爆炸焊接波状界面合金工具钢显微硬度

电力电缆铝芯线与铜连接管的电磁焊接条件研究

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电工技术学报 2023年第20期38卷 5620-5633页

作者：路志建常江白晓斌陆豪赫杨兰均电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710000 国网陕西省电力有限公司宝鸡供电公司宝鸡721000

目前,电磁焊接技术在电缆接头制作中的可行性和优越性已经得到国内外诸多学者的证实,然而关于电缆接头电磁焊接的焊接条件却鲜有研究。鉴于此,该文通过对70 mm^(2)铝绞线铜中间连接管电磁焊接进行了仿真模拟和实验研究。研究结果表明,... 详细信息

目前,电磁焊接技术在电缆接头制作中的可行性和优越性已经得到国内外诸多学者的证实,然而关于电缆接头电磁焊接的焊接条件却鲜有研究。鉴于此,该文通过对70 mm^(2)铝绞线铜中间连接管电磁焊接进行了仿真模拟和实验研究。研究结果表明,集磁器中轴线上磁场大致呈“钟型”分布,工作区位置磁场最大,远离工作区的位置,磁场迅速减小,集磁器工作区径向不同位置,磁场分布较为均匀。对外管的形变过程进行了仿真、测量及理论推导,理论推导所得外管加速阶段速度曲线与仿真以及实测速度波形相近,理论计算碰撞速度与实测值偏差在10%以内,并且外管的碰撞速度与充电电压近似呈线性关系。电缆接头电阻随着充电电压的提升而减小,当充电电压为12 kV时,接头电阻为25.2μΩ,仅为要求值的60.8%;电缆接头强度随着充电电压的提升而提高,当充电电压大于12 kV时,铝绞线本体发生断裂,说明电磁焊接接头强度大于母材的强度。当充电电压为12 kV时,焊接接头切面观察到连续的波状界面,波峰约20μm,波长约70μm,已经达到焊接效果,此时实测碰撞速度为128.9 m/s,理论推导计算出的碰撞速度为134.7 m/s,与下限碰撞速度之间的偏差分别为5.6%和10.3%,因此可以较好地预测两种材料达到焊接条件所需的能量值,为今后的电磁焊接装置设计提供有效的参考。

关键词：电磁焊接焊接条件接头电阻接头强度波状界面

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碳钢-不锈钢爆炸焊接复合板界面的显微结构

焊接学报 2012年第5期33卷 99-102,118页

作者：廖东波查五生李伟西华大学材料科学与工程学院成都610039 宜宾北方鑫安复合材料有限公司宜宾644221

通过力学性能测定、SEM检测以及EDS线扫描分析,分别观察了焊态及退火态碳钢-不锈钢爆炸焊接复合板结合界面的显微结构,研究了爆炸焊接形成的波状界面和界面间的过渡层.结果表明,该碳钢-不锈钢复合板的结合界面属于大波状结合界面,这种... 详细信息

通过力学性能测定、SEM检测以及EDS线扫描分析,分别观察了焊态及退火态碳钢-不锈钢爆炸焊接复合板结合界面的显微结构,研究了爆炸焊接形成的波状界面和界面间的过渡层.结果表明,该碳钢-不锈钢复合板的结合界面属于大波状结合界面,这种大波状界面并未使复合板的力学性能出现明显的降低,在爆炸焊接形成结合界面处出现了微观熔化现象,形成了一个宽度仅5μm左右的扩散过渡层.

关键词：不锈钢-碳钢复合板爆炸焊接波状界面显微结构

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材料硬度对于水下爆炸焊接界面的影响

焊接学报 2016年第11期37卷 63-66页

作者：孙伟贾子光王振宇乔平李晓杰大连理工大学(盘锦校区)海洋科学与技术学院盘锦124000 工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

利用水下爆炸焊接方法,分别对初始态和硬化态工具合金钢与铜箔进行焊接试验.目的一,验证水下爆炸焊接法对于高硬度、超薄等难焊材料的焊接优势.目的二,对比两组试验,在相同材料成分,相同焊接参数下,可以研究材料初始硬度对爆炸焊接结果... 详细信息

利用水下爆炸焊接方法,分别对初始态和硬化态工具合金钢与铜箔进行焊接试验.目的一,验证水下爆炸焊接法对于高硬度、超薄等难焊材料的焊接优势.目的二,对比两组试验,在相同材料成分,相同焊接参数下,可以研究材料初始硬度对爆炸焊接结果的影响.微观组织显示界面为连续的波纹形态.初始态工具钢和铜箔都显示硬度在界面处稍有增加,唯独在淬火硬化态工具钢焊接后出现硬度明显下降.金相组织观察,初始态合金工具钢在碰撞点处的细晶强化和高密度位错导致硬度增加,而淬火硬化态合金钢在界面处奥氏体化相变是导致硬度降低的主要原因.

关键词：水下爆炸焊接波状界面淬火工具钢相变显微硬度

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铝-铝爆炸焊接界面的实验研究

实验力学 2011年第1期26卷 49-53页

作者：付艳恕孙宇新陈志华黄菊花南昌大学机电工程学院江西330031 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏210094

对铝-铝同质金属爆炸焊接进行系列实验,研究不同装药比条件下焊接界面的变化特征。所得试件的金相照片表明,焊接界面均具有宏观波状,但其细观形貌又不同于文献报导的连续性波状界面。本次实验得到的三种界面随装药不同而分别呈正弦曲线... 详细信息

对铝-铝同质金属爆炸焊接进行系列实验,研究不同装药比条件下焊接界面的变化特征。所得试件的金相照片表明,焊接界面均具有宏观波状,但其细观形貌又不同于文献报导的连续性波状界面。本次实验得到的三种界面随装药不同而分别呈正弦曲线型、点线型及纯点型,且后两者不再连续。最后利用爆轰波与金属壳表面相互作用理论进行分析,认为焊接界面细观形貌由射流厚度及堆积特征决定,其中界面连续性类似于水流连续性对流量的依赖,当射流厚度不足时难以形成连续界面。

关键词：爆炸焊接装药比波状界面连续的间断的

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钛-铝薄板爆炸焊接数值模拟

火工品 2020年第3期 53-56,I0004页

作者：曹杰贾红新武慧恩田伟谢加财王乔青海青乐化工机械有限责任公司青海海东810699 陆军装备部防化军事代表局驻太原地区防化军事代表室山西太原030000

为了研究钛-铝薄板爆炸焊接特性,采用经验估计法计算其焊接参数范围,并使用ANSYS/AUTODYN对钛-铝薄板爆炸焊接进行数值仿真。研究表明:使用经验估计法所得参数时模拟结果中可形成良好的波状结合;通过改换爆炸焊接基-复板,可以发现结合... 详细信息

为了研究钛-铝薄板爆炸焊接特性,采用经验估计法计算其焊接参数范围,并使用ANSYS/AUTODYN对钛-铝薄板爆炸焊接进行数值仿真。研究表明:使用经验估计法所得参数时模拟结果中可形成良好的波状结合;通过改换爆炸焊接基-复板,可以发现结合面会形成方向相反的前涡和尾涡,且金属板关键测点运动状态与复板流侵彻机理较为一致。

关键词：爆炸焊接数值模拟波状界面

基于集磁器线圈的3A21铝合金-20钢管磁脉冲连接研究

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基于集磁器线圈的3A21铝合金-20钢管磁脉冲连接研究

作者：赵志学哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

异种管件磁脉冲连接是利用电磁成形原理,在室温条件下实现的高速、固相连接,合适碰撞速度和角度条件下,能获得具有微细金属间化合物过渡带的异种金属接头,实现高强度的冶金连接。作为辅助工装,集磁器将对磁脉冲连接工艺的稳定性、成形... 详细信息

异种管件磁脉冲连接是利用电磁成形原理,在室温条件下实现的高速、固相连接,合适碰撞速度和角度条件下,能获得具有微细金属间化合物过渡带的异种金属接头,实现高强度的冶金连接。作为辅助工装,集磁器将对磁脉冲连接工艺的稳定性、成形连接效率、线圈服役寿命等产生重要影响。本文通过数值分析和试验研究相结合的方法,对基于带集磁器线圈装置的3A21铝合金-20钢管件磁脉冲连接进行了系统研究。首先,得到圆柱形单孔集磁器侧面锥角对工作区感应电流的影响规律:随着角度的提高,集磁器自感增大,有利于提高工作电流与总感应电流的比例。通过ANSOFT电磁场软件建立集磁器线圈3D有限元模型,分析结果表明:等放电能量条件下,集磁器线圈的磁通密度显著高于独立线圈,调节锥角可以提高管件磁通密度,集磁器线圈相对于独立螺线管线圈提高了磁场能量的转换和传输效率。。以上结果为本文选择合理集磁器线圈提供依据。利用ANSYS和ABAQUS软件完成磁脉冲变形连接过程的数值模拟,分析了各工艺参数对电磁场和变形场的影响规律。研究结果表明:放电电流第一半波周期内,外管与内管变形过程基本完成。随着电压的升高,内外管径向间隙的增大有利于外管获得较高的撞击速度。内管接头预设锥角可显著提高碰撞速度幅值,在本文条件下碰撞速度最大可达514 m/s。通过皮尔森线圈测算所研制集磁器线圈装置条件下外管件的集肤深度,验证了自制装置的有效性,并基于此装置进行工艺试验研究。通过剥离试验和扫描电镜的结果表明:在放电电压15 kV、径向间隙1.2 mm-1.4 mm、锥角角度3-5°,锥角区长度20 mm条件下可获得冶金连接接头;而未设锥角条件下,未获得冶金连接接头。对冶金连接接头进行微观分析发现,连接区由界面和过渡区构成。界面都呈微波状形貌界面,两侧金属发现晶粒细化和明显元素扩散;过渡区显微硬度高于母材,并有Fe-Al中间化合物产生,但过渡区内存在一些微裂纹和“空洞”微缺陷。

关键词：磁脉冲连接集磁器数值模拟波状界面过渡区

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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金属爆炸压接中波的形成

材料开发与应用 1980年第2期 9-18页

作者：田戸思泽常素嫒

爆炸压接的金属间的界面呈波状,但波形成的机理尚未充分地研究。有关压接参数的变化对波状界面波长的影响已采用半圆柱法和角度法进行了实验研究,并试图解释波形成的机理。对波长具有直接影响的参数是碰撞角和飞板厚度。在临界角以内,... 详细信息

爆炸压接的金属间的界面呈波状,但波形成的机理尚未充分地研究。有关压接参数的变化对波状界面波长的影响已采用半圆柱法和角度法进行了实验研究,并试图解释波形成的机理。对波长具有直接影响的参数是碰撞角和飞板厚度。在临界角以内,波长随着碰撞角增大而增大,超过临界角则波消失。当碰撞角相同时波长随飞板厚度增加而增大。根据对界面附近金属流动性质的详细研究表明,在波界面上的流动图形与具有卡门涡街(Karman Vortex Street)的流体的流动图形相类似。因此,本文作者得出了波的形成应该归因于在碰撞点后面产生涡街的结论。作者还力图估算出波长,并得出波长λ与碰撞角r和飞板厚度h之间的函数关系式λ=(A/2C)h·(1-cosr),式中A/C为常数。用该方程式计算的λ值与测量值接近。由不同金属形成的压接界面上发现了与规则正弦波的偏离,这种偏离和两种金属的密度比紧密相关。

关键词：压接波长厚度板厚碰撞角波状界面金属金属材料