异种金属爆炸焊接结合界面的研究

发布时间：2017-03-28 12:03

  本文关键词：异种金属爆炸焊接结合界面的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了节约宝贵的稀有金属材料并充分利用各种金属材料的物理、化学和力学性能,人们开始把目光转向金属复合材料的研制。爆炸焊接方法能够将大面积的同种的或异种金属板材在瞬间内实现牢固的结合,特别是在生产异种金属过渡接头方面显示出其独特的优势,因而得到了工业上的青睐。 爆炸焊接是人们在生产实践中偶然发现并加以开发利用的,迄今,它在力学上已形成较为完整的理论体系,然而在爆炸焊接结合界面区的细观结构方面,仍缺乏系统的实验数据。为了给工业生产提供理论指导,推动爆炸焊接在工业应用上的进一步发展,本文根据工业生产上较为常用的钛-钢和铝-钢两种组合的爆炸焊接这一实际情况,仍选用这两种组合(TA2-Q235B和L2-Q235B)进行倾斜安装爆炸焊接;然后对界面区的波形、塑性变形、熔化和扩散四大特征进行较为系统的研究。结果表明:①结合界面的形态随着碰撞速度V_p的增加,按照平直→小波→中波→大波顺序依次变化。波形的存在充分地证明了在爆炸载荷作用下的复板材料的性态表现为类流体状态以及爆炸载荷本身具有波动特性;②界面近区基体金属发生了剧烈的多种形式的塑性变形,变形主要集中于波前漩涡附近。在Q235B钢基体中观察到形变孪晶,而在TA2侧观察到的绝热剪切带(ASBs),它是材料在高应变速率下塑性变形的结果,同时又是一种裂纹源;③TA2-Q235B爆炸焊接界面区的熔体主要集中于波前漩涡,而L2-Q235B的熔体以连续中间层或漩涡形式分布于界面。熔体内含有硬而脆的金属间化合物,它呈微晶甚至非晶态。 本文还研究了退火对界面区组织的影响、界面区的断口特征和显微硬度变化特点,更加深刻地认识爆炸焊接界面区的变形规律和熔化特点,并指出:TA2-Q235B爆炸焊接复合板在经过650℃加热保温1h便可获得较为理想的组织,而L2-Q235B爆炸焊接复合板或过渡接头不能在200℃以上长期使用;界面区的断口常表现为脆性断裂,漩涡或连续中间层呈典型的铸态组织特征;界面硬度值最高,基体硬度值因爆炸载荷的作用而升高。 综上可知:能够用爆炸焊接方法实现TA2和Q235B,L2和Q235B的焊接,其主要原因是爆炸焊接时在界面区发生的上述互相联系的四个过程,并分别对界面的冶金结合作出贡献。
【关键词】：爆炸焊接 界面 塑性变形 绝热剪切带 断口
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG456.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-28
• 1.1 爆炸焊接与高能率加工11-12
• 1.2 爆炸焊接基本理论简述12-22
• 1.2.1 爆炸焊接的基本原理12-14
• 1.2.2 爆炸焊接时复板的运动规律14-16
• 1.2.3 射流形成理论16-17
• 1.2.4 爆炸焊接的碰撞点近区的速度场、压力场和应变率场17-18
• 1.2.5 爆炸焊接波状界面形成机理18-21
• 1.2.6 爆炸焊接可焊性窗口21-22
• 1.3 爆炸焊接金属物理学理论简述22-23
• 1.3.1 爆炸焊接结合区金属的塑性变形、熔化和扩散22
• 1.3.2 相图在爆炸焊接中的应用22-23
• 1.3.3 爆炸焊接中的缺陷问题23
• 1.4 爆炸焊接的特点、应用和展望23-26
• 1.4.1 爆炸焊接的特点23-24
• 1.4.2 爆炸焊接的应用24-25
• 1.4.3 爆炸焊接的展望25-26
• 1.5 异种金属焊接的主要问题26
• 1.6 本课题的研究目和主要研究内容26-28
• 2 实验方法28-36
• 2.1 实验材料28-29
• 2.2 爆炸焊接工艺参数29-31
• 2.3 样品获取和制备31-34
• 2.3.1 样品获取方法31-33
• 2.3.2 各类样品制备33-34
• 2.4 退火工艺34-35
• 2.5 实验使用仪器和设备35-36
• 3 爆炸焊接工艺参数对界面波形的影响36-46
• 3.1 TA2-Q235B爆炸焊接工艺参数与焊接界面波形参数的关系36-42
• 3.2 L2-Q235B爆炸焊接工艺参数与焊接界面波形参数的关系42-44
• 3.3 小结44-46
• 4 爆炸焊接结合界面区的组织特征46-65
• 4.1 TA2-Q235B爆炸焊接结合界面区的组织特征46-58
• 4.1.1 结合界面附近Q235B侧的组织特征46-49
• 4.1.2 界面附近TA2侧的组织特征49-52
• 4.1.3 TA2-Q235B界面区的漩涡52-54
• 4.1.4 TA2-Q235B爆炸焊接界面区的扩散反应54-58
• 4.2 L2-Q235B爆炸焊接结合界面区的组织成分特征58-63
• 4.2.1 L2-Q235B爆炸焊接结合界面区的微结构特征58-61
• 4.2.2 L2-Q235B爆炸焊接界面区的扩散反应61-63
• 4.3 本章小结63-65
• 5 退火对爆炸焊接结合区组织的影响65-73
• 5.1 退火对TA2-Q235B爆炸焊接界面区组织的影响65-70
• 5.1.1 退火后TA2-Q235B界面附近Q235B侧组织变化规律65-67
• 5.1.2 退火后TA2-Q235B界面附近TA2侧组织变化规律67-70
• 5.2 退火对L2-Q235B爆炸焊接界面区组织的影响70-71
• 5.3 小结71-73
• 6 断口分析和显微硬度测试73-83
• 6.1 断口分析73-78
• 6.1.1 TA2-Q235B爆炸焊接结合界面区断口分析73-75
• 6.1.2 L2-Q235B爆炸焊接结合界面区断口分析75-78
• 6.2 显微硬度测试78-81
• 6.2.1 TA2-Q235B爆炸焊接结合界面区的显微硬度测试78-80
• 6.2.2 L2-Q235B爆炸焊接结合界面区的显微硬度测试80-81
• 6.3 小结81-83
• 7 结论83-84
• 课题展望84-85
• 参考文献85-90
• 附录A 论文使用的主要符号的意义90-91
• 附录B 可压缩流二维特征线差分的复板抛掷计算程序说明91-92
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况92-93
• 致谢93-94
• 大连理工大学学位论文版权使用授权书94

【引证文献】

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本文编号：272198