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爆炸焊接和金属复合材料
发布时间:2023-04-13   浏览:1046次

  爆炸焊接是用炸药作能源进行金属间焊接的一门新兴的边缘学科和很有实用价值的高新 技术。它的***大特点是在一瞬间能够将相同的、特别是不同的和任意的金属组合简单、迅速和强固地焊接在一起。它的***大用途是制造大面积的各种组合、各种形状、各种尺寸和各种用途的双金属及多金属复合材料。洛阳佛光金属材料有限公司集科研、开发和生产为一体,是以爆炸加工金属复合材料为主的高新企业。

  

  1 爆炸焊接的过程和本质

  

  以爆炸复合板为例,爆炸焊接的过程能够这样地来描述:如图1所示,置于地面之上的两块金属板(例如钛板和钢板)以一定的间隙距离支撑起来,当均匀布放在复板上面的炸药被雷管引爆之后,爆轰波和爆炸产物的能量便在其上传播并将一部分传递给它,使复板向下运动并加速,随后高速向基板倾斜撞击。借助该撞击过程将复板高速运动的动能在撞击面上转变成金属之间的焊接能,使它们强固地焊接在一起。

  

  1 雷管, 2 炸药, 3 复板, 4 基板, 5 基础(地面),

  

  Vd 爆轰速度,1/4Vd 爆炸产物速度,Vp 复板下落速度,

  

  Vcp 碰撞点S的移动速度、即焊接速度

  

  由于复板和基板在高压、高速、高温和瞬时下倾斜撞击,在它们的接触面上将发生许多的物理和化学过程、即冶金过程,例如界面两侧一簿层金属的塑性变形、熔化和原子间的扩散等。不同的金属材料就是在这些冶金过程中实现冶金结合的。

  

  爆炸焊接的焊接过渡区——结合区还具有波形特征(图2)。不同的金属组合在不同的工艺条件下它们的波形形状和波形参数也不同。据分析和研究,这种波形与在金属中和界面上波动传播的爆炸载荷密切相关,并且是爆炸焊接过程中能量转换和金属间结合的基础。


  一些爆炸焊接双金属结合区的波形形貌(均缩小1倍)

  

  如上所述,爆炸焊接结合区具有金属的塑性变形、熔化和扩散的特征。在常规的焊接工艺中,这些特征分别为单一的压力焊、单一的熔化焊和单一的扩散焊所特有。这就是说,爆炸焊的机理“综合”或称“融合”了压力焊、熔化焊和扩散焊三种机理。

  

  由此能够推论爆炸焊是压力焊、熔化焊和扩散焊的“三位一体”的一种焊接新技术。爆炸焊接之所以能够在一瞬间焊接几乎所有的金属材料组合,爆炸复合材料之所以具有很高的结合性能,其原因也许就在这里。这就是爆炸焊接的物理学的本质。

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