铜/钢爆炸焊接头界面组织及力学性能研究

摘要

为了揭示铜/钢爆炸焊接的结合机理,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和纳米压痕仪等对T2纯铜/Q245钢爆炸焊接头结合界面组织和微力学性能进行了分析.结果表明:T2纯铜/Q245钢爆炸复合板结合界面呈现较规则的正弦波形,界面结合良好,界面处原子发生强烈扩散,形成了过饱和铜钢固溶体;界面不同区域固溶体微力学性能不同,纳米硬度在2.02~3.08 GPa,弹性模量在129.6~172.1 GPa;由界面弹性模量分布云图可知,固溶体层连续分布在界面上,由于界面原子扩散程度不同,部分区域的固溶体层厚度很薄,在光镜下很难识别,而在波峰处固溶体则比较明显.固溶体的弹性模量均比铜基体的大,其原子键合强度强于铜基体原子,在一定程度上增强了界面的结合强度,从而使界面的结合强度高于铜基体;爆炸焊接头的拉剪试验断裂位置均位于铜侧,也证实了界面结合强度高于铜基体的强度。