爆炸焊接铜/钢复合板结合界面的组织结构分析

为了进一步认识爆炸焊接结合机理和指导实际生产 ,本文采用透射电镜、扫描电镜、能谱分析仪等对铜 (T2 ) /钢 (2 0 #)爆炸焊接复合板结合界面区的组织结构进行了分析。结果表明 ,T2 / 2 0 #爆炸焊接复合板结合界面为波状结构 ,其结合界面由直接结合区、熔化层及漩涡构成 ;结合界面存在原子扩散 ;结合区发生了严重的塑性变形并伴随有加工硬化     

TC1+1060+6061钛/铝爆炸复合板界面特征分析

采用爆炸焊接工艺对TC1钛板及6061铝板进行爆炸复合，在TC1钛板与6061铝板之间放置1060铝板作为过渡层。对制备的钛/铝复合板进行金相试验（OM试验）、扫描电镜试验（SEM试验）、能谱分析试验（EDS试验）、X射线衍射试验（XRD试验）等界面表征试验和显微硬度测试，探究钛/铝爆炸复合板结合界面的微观特征及硬度分布。研究表明：沿着爆炸复合方向，钛/铝爆炸复合板结合质量良好，钛/铝爆炸复合板结合界面以直线结合为主，在部分区域存在波形，部分波形界面附近存在“全岛”组织；结合界面出现元素扩散现象，具有扩散焊的特征，未出现金属间化合物；由于金属塑性变形的影响，结合界面的硬度值增高，产生变形强化的现象。通过分析钛/铝爆炸复合板结合界面的微观特征及形成的机理，钛/铝爆炸复合板结合界面具有压力焊、熔化焊、扩散焊的特征。     

钛钢复合板弯曲过程的扫描电镜原位观察

为了研究钛钢复合板在弯曲过程中的断裂行为,利用扫描电镜原位观察了爆炸和爆炸--轧制两种工艺生产的钛钢复合板在弯曲过程中裂纹的萌生和扩展.结果表明:外弯过程裂纹萌生的角度小于内弯过程,钛钢复合板内弯比外弯具有更强的抗裂纹产生能力.在爆炸钛钢复合板的弯曲过程中,裂纹主要在波头的界面结合处和漩涡中心处萌生;在爆炸--轧制钛钢复合板的弯曲过程中,裂纹在Ti--Fe金属间化合物硬块界面处萌生.产生裂纹的主要原因爆炸钛钢复合板的波头界面结合处和漩涡中心处、爆炸--轧制钛钢复合板的界面块状Ti--Fe金属间化合物具有较高的硬度,在变形的过程中难以协调变形.     

H68/AZ31B复合板连接界面接合形貌及力学性能

镁/铜合金金属层状复合板兼具镁合金轻质高强和铜合金耐蚀性优及导电性好的特点，属于结构和功能与一体的复合材料。本文提出采用爆炸焊接方法制备H68/AZ31B复合板，并对其连接界面形貌、微观组织形貌特征及界面微区力学性能进行系统表征分析。对界面区组织进行EDS和TEM分析研究发现，其连接界面过渡区有三部分典型特征:1）靠近H68铜合金侧的扩散层组织；2）局部金属熔化的凝固结晶组织，其组织成分包括Cu、CuZn₂和α-Mg；3）靠近AZ31B镁合金侧的大塑性变形区；对近界面区的组织进行EBSD分析发现，H68铜合金侧的组织呈现混合孪晶组织的多边形规则晶粒形貌，而靠近AZ31B镁合金侧的组织呈现细小的等轴再结晶晶粒形貌；采用纳米压痕对连接界面过渡区进行测试表征发现，过渡区组织硬度远高于两侧基体的硬度。综合分析发现，爆炸焊接H68/AZ31B复合板连接界面的接合机理可以归纳为两侧基体金属合金的互扩散和界面微区金属局部熔化凝固结晶的冶金结合机理。     

爆炸焊接轧制复合板的结合界面研究

通过实验测试不同爆炸焊接工艺 轧制获得的1Cr18Ni9Ti/20G复合板结合界面的组织、强度和性能进行了比较研究。实验表明：用下限获得的微小波状界面的爆炸焊接复合板，才能实现成功轧制，而大波状复合板本身存在一定的微观缺陷，在轧制时由于分层会使轧制失效。     

爆炸焊接界面波形参数的影响因素

采用不同的爆炸焊接工艺爆炸复合了铝合金/纯铝/钢与铝合金/钢/钢复合板,并对其结合界面形态进行了显微观察与分析,测量了爆炸焊接界面的波形参数,探讨了不同爆炸焊接工艺及不同材料对爆炸复合界面波形参数的影响.结果表明:爆炸焊接界面波形受爆炸焊接工艺及材料性能的影响,当基、复板材料性能相差较大时,易形成平直界面,波形不明显;当基、复板材料相同或相近时,界面易形成有规律的正弦波形.当焊接材料相同时,随着爆炸焊接装药密度的增加,界面波长、波高均有所增加.     

烟囱钢内筒钛-钢复合板焊接浅析

钛-钢复合板：用爆炸或爆炸-轧制方法使钛（复材）与普通钢（基材）达到冶金结合的金属复合板。目前,电力建设中烟囱内筒基本采用钛-钢复合板设计方案。本文对钛-钢复合板加工、焊接时存在的难度和特殊性比较全面地叙述。分析了焊接产生的缺陷和处理方法,对坡口形式、焊材选择、气体保护措施及清洁措施进行了详细说明。     

爆炸焊接对ITER级CuCrZr合金性能的影响

为了研究爆炸焊接对ITER级CuCrZr合金性能的影响,针对爆炸焊接法制备的ITER屏蔽包层第一壁模块CuCrZr/316L(N)复合板,采用不同的固溶工艺进行处理。综合利用光学显微镜、场扫描电子显微镜和透射电镜,对整个工艺过程中CuCrZr合金的微观结构进行观察与分析,测试并评估了CuCrZr合金的硬度和拉伸性能。结合Gerold公式,计算了过时效状态下CuCrZr合金抗拉强度增量的范围。结果表明,固溶处理可以有效修复因爆炸荷载冲击造成的合金组织变形,经过固溶(980℃,30min)和热等静压(580℃,145 MPa,2h)处理后,结合界面CuCrZr一侧的硬度达到120HV,抗拉强度大于380MPa,显微组织呈现晶粒均匀细小等轴晶组织形态,平均晶粒尺寸直径为98μm,综合性能达到ITER标准。     

TA2-Q235B爆炸复合板钢侧组织特征

借助光学显微镜、电子背散射衍射和扫描电子显微镜等测试技术和手段,系统地研究热处理温度对TA2--Q235B爆炸复合板钢侧组织转变的影响,并分析了其形成机理.结果表明:在热处理过程中,钢侧界面组织发生脱碳,形成完全由铁素体组织组成的脱碳层,这些铁素体没有织构特征;当热处理温度在850℃及以下时,钢侧界面组织在靠近波头漩涡的地方发生异常长大,形成粗大的铁素体;当热处理温度在900℃及以上时,钢侧界面组织在钛钢复合界面上发生异常长大,产生柱状的铁素体组织.这些组织的形成受到碳元素的扩散和钢侧基体组织相变的共同作用.热处理过程中,界面产生的TiC在界面上分布不均,随温度升高,在界面局部富集,从而加速了碳元素向界面的扩散.     

0Cr13Al/20R复合板焊接接头的组织与性能

对 0Cr13Al 2 0R复合板实际生产中的对接接头性能进行了系统的试验 ,采用电镜等手段就其焊接接头的界面微观组织进行了分析研究 ,探讨了焊接工艺规范与组织、性能之间的关系。试验结果表明 ,本试验所采用的焊接材料和工艺规范可获得性能良好的对接接头 ,焊接接头各个界面上微观组织结构正常     

原位观察铜网格增强Al/Cu复合材料的断裂行为

将一种按正交法编织的铜网格作为增强体引入到铝基体中制备了Al/Cu复合材料,再借助原位拉伸扫描电镜(SEM),观察了铝铜复合材料的组织演变,研究了其断裂机理与力学性能之间的关系.结果表明:在相同轧制变形量下,25 ℃冷轧和400 ℃热轧均可破碎增强体铜网格,并使其均匀分布于基体铝板.复合板原位拉伸下的载荷-位移曲线均表现出明显的弹性阶段、塑性阶段和失效阶段,微裂纹在Cu颗粒周围和应力集中处萌生,主裂纹及其扩展主要是Cu颗粒周围界面分层开裂与微裂纹沿滑移线方向的扩展共同作用下形成的,并且最终沿滑移线的断裂路径与单轴拉伸方向呈45°.发生在Al层的塑性断裂和Al/Cu结合界面上的界面分层断裂是Al/Cu复合板两种主要的失效方式.     

镀锌钢光纤激光搭接焊添加铜粉的试验研究

采用4kW光纤激光器对2片1.2mm厚H220YD镀锌钢板间添加不同质量分数铜粉进行了激光搭接焊.对工艺参数优化后所得到的焊接接头进行了焊缝表面成形、力学性能、断口形貌、成分分布和主要物相等分析.结果表明:添加铜粉质量分数为2.82%时,焊接接头的平均抗拉强度和延伸率分别为382.5MPa和32.5%;添加铜粉质量分数不大于3.46%时,拉伸断裂于母材,属于韧性断裂,而添加铜粉质量分数大于3.46%时,拉伸断裂于焊缝区,属于韧性断裂为主脆性断裂为辅的混合断裂;夹层铜粉的加入,改变了镀锌钢界面的元素分布及物相组成,焊接接头焊缝区域C,Al,Mn,Fe,Zn,Cu元素的混合区宽度较大;当添加铜粉质量分数为2.82%时,Cu元素变化比较稳定,因铜能固溶于锌中形成锌铜固溶体,起到很好的固溶强化作用,故增强了焊缝的强度;当添加铜粉质量分数为8.06%时,Cu元素会向热影响区扩散,易形成Cu5Zn8脆性金属间化合物,使得拉伸易断裂于焊缝区.     

近爆场下固支铝合金圆板的动态响应研究

对2024-T3铝合金圆板在近爆场下进行了爆炸冲击试验,利用Henrych经验公式与有限元法分别进行了计算和数值模拟,对比了近爆场的冲击波超压,考察了铝合金圆板的动态响应特性与变形失效模式,分析了药量及爆距的影响.结果表明:在爆炸冲击载荷的作用下,随着载荷的增强,即随着药量的增大、爆距及比例距离的减小,固支铝合金圆板呈现出3种变形失效模式、塑性变形、中心拉伸破孔失效、中心破孔,并发生圆板开裂;塑性变形首先在铝合金圆板的固支边界处产生,随后迅速扩展到板中心区域;随着比例距离的减小,发生中心拉伸破孔板的破孔尺寸逐渐增大,而发生边界拉伸断裂板的鼓包程度逐渐减小.      

随焊氩气激冷控制铝/钢薄板焊接应力与变形数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS,对不同焊接工艺条件下铝/钢异种金属薄板对接熔钎焊接过程进行数值模拟,建立了TIG电弧热源与氩气冷源模型,将常规焊接和随焊氩气激冷焊接的残余应力与变形进行对比分析,研究发现:随焊氩气激冷技术可使焊接纵向残余应力和变形分别降低32.8%和48.1%。为了验证数值模拟结果的准确性,进行了铝/钢异种金属薄板熔钎焊试验,将温度场与应力场的模拟值与试验值进行对比,结果显示两者吻合较好,表明随焊氩气激冷技术可有效控制铝/钢薄板焊接残余应力与变形。     

Rolling-induced microstructure change in Zr_(65)Al_(7.5)Ni_(10)Cu_(12.5)Ag_5 bulk metallic glass

The microstructures and free-volume evolutions of as-cast and pre-annealed Zr65Al7.5Ni10Cu12.5Ag5 bulk metallic glasses during rolling deformation have been investigated. No phase transformation is detected in the as-cast/rolled specimen. However,the structural stability of the glass against plastic deformation is worse after pre-annealing,indicated by nanocrystallization in preannealed/rolled specimens with large deformation degrees. Moreover,with increasing deformation degree,the free-volume content in a ...     

Interface microstructure and formation mechanism of ultrasonic spot welding for Al–Ti dissimilar metals

The present study focuses on interface microstructure and joint formation. AA6061 aluminum alloy (Al) and commercial pure ti-tanium (Ti) joints were welded by ultrasonic spot welding (USW). The welding energy was 1100–3200 J. The Al–Ti joint appearance and in-terface microstructure were observed mainly via optical microscopy and field emission scanning electron microscopy. Results indicated that a good joint can be achieved only with proper welding energy of 2150 J. No significant intermetallic compound (IMC) was found under all con-ditions. The high energy barriers of Al–Ti and difficulties in diffusion were the main reasons for the absence of IMC according to kinetic ana-lysis. The heat input is crucial for the material plastic flow and bonding area, which plays an important role in the joint formation.     

水下爆炸载荷作用下浮体模型变形机理研究

为揭示舰船底板在水下爆炸载荷下的变形机理,设计水面浮体模型,进行实验研究和理论分析. 考虑近距离爆炸球面波效应,得到了模型获得的冲击波能量. 将聚偏氟乙烯计测得的壁压时程作为浮体模型的输入载荷,并计及模型浮力的变化,得到了模型的最大动能. 考虑膜力拉伸应变和弯曲应变的耦合效应,使用拟合的底板挠曲面函数,得到了模型底板的塑性变形能. 将模型的动能与塑性变形能之和除以冲击波能与气泡能之和,得到了模型的能量利用率. 结果表明:能量利用率随量纲一的数Φ的增加先增加后减小,当Φ在50～90时,浮体模型对水下爆炸能量的利用率达到最高,达到20%～30%.      

Deformation behavior during nanoindentation in Ce-based bulk metallic glasses

Recently, bulk metallic glasses (BMGs) have at- tracted a great deal of attention due to their extremely high strength, improved wear resistance and excellent corrosion resistance[1-7]. However, it is known that their structural applications are currently…     

圆形效应靶薄板的冲击响应建模及参数影响分析

为了对压力测量效应靶变形与压力转换的影响因素进行研究,以圆形效应靶薄板为研究对象,在理想刚塑性理论的基础上,建立了冲击波压力作用下固支圆薄板的冲击响应模型,得到了薄板塑性变形与冲击波压力峰值、正压作用时间的映射关系。然后设计了外场爆炸冲击波测试试验,对冲击响应模型进行了验证;在此基础上,提出了薄板塑性变形与压力幅值转换的影响因子模型,讨论了不同参数对压力转换的影响。结果表明:建立的响应模型能够描述薄板在冲击波作用下的塑性变形,效应靶变形与压力的转换关系与冲击波正压作用时间和薄板直径有关,当正压作用时间大于10倍谐振周期时,变形与压力转换和正压作用时间无关;而在一定的正压作用时间范围内,影响因子随着薄板直径的减小而趋于稳定,减小直径可以提高效应靶的应用范围。可见,研究结果为压力效应靶的应用及结构设计提供了理论基础。     

管体摩擦焊顶锻变形阶段污物清除的估算

根据连续驱动摩擦焊顶锻变形的特点，提出了估算顶锻变形过程界面污物清除率模型，建立了污物清除率为一次焊接参数和二次参数的函数关系。以此为基础，分析了管结构摩擦焊变形过程中界面及近界面塑性区金属质点的运动规律，并结合石油钻杆摩擦焊的实际施焊情况，测定了顶锻终了接头的塑性变形区宽度，估算了顶锻变形过程界面污物清除率。