AA1060–DP600板材电磁脉冲连接工艺研究

摘要

目的基于平板线圈对AA1060–DP600板材电磁脉冲连接过程进行数值模拟与工艺实验,探索线圈匝数、搭接区宽度、搭接间隙和放电电压等4个参数对连接接头质量的影响。方法基于有限元分析软件(LS–DYNA),建立尺寸参数为80 mm×40 mm×1 mm的AA1060–DP600板材电磁脉冲连接有限元模型;基于平板线圈搭接实验装置进行工艺实验,采用电子万能实验机、金相显微镜对接头拉伸性能进行测试并观察其微观形貌,结合模拟与工艺实验的结果分析各个参数对接头质量的影响。结果随平板跑道线圈匝数由1匝增至6匝,飞板与基板碰撞速度先升后降,在3匝时达到最大值;搭接间隙过大(2.5 mm)或过小(1.5 mm)都会使碰撞速度下降,进而使接头强度下降;碰撞速度和接头强度与搭接区宽度和放电电压成正相关,放电电压在9 kV及以上时更易实现连接;连接接头界面总体趋于平直,部分区域出现小波峰大波长的波形。结论以拉伸性能最优为标准,最优的工艺参数为线圈匝数3匝、搭接间隙2 mm、搭接区宽度25 mm、放电电压11 kV,此条件下试件可承受的最大载荷为2.33 kN,达到母材AA1060的75%。