爆炸焊接

摘要： 大面积金属板材304L/Q235B的爆炸焊接过程涉及炸药爆轰、金属板材的高速碰撞和塑性变形等。采用有限元法计算模拟这个问题时,网格单元会发生扭曲畸变现象,导致计算精度下降,甚至出现单元负体积而使计算终止,并且炸药爆轰形成气体产物飞散过程也很难模拟。为了能模拟大面积金属板材的爆炸焊接整个过程并获得合理的技术工艺参数,采用物质点法进行三维数值模拟分析。物质点法作为一种无网格法,在模拟冲击动力学问题中主要采用显式积分算法。通过将拉格朗日质点单元与固定的欧拉背景网格相结合,可以实现爆炸焊接的复板与基板的高速碰撞、炸药滑移爆轰、金属板面的塑性变形过程的数值模拟,并给出爆炸复合板材的形变、有效塑性应变和复板与基板的碰撞速度的计算结果。采用物质点法模拟的复合板材变形与爆炸焊接实验结果基本一致。计算复板与基板的碰撞速度这个重要的物理参数时,物质点法与Richter理论公式的相对误差不超过13%。数值计算和实验结果表明,物质点法在数值精度和计算效率方面具有优势,物质点法是研究金属焊接爆炸问题的一种有效数值方法。

摘要： 爆炸焊接窗口是获得良好结合质量的重要方法,计算的理论模型和参数选择对结果至关重要.从爆炸焊接参数出发,通过分析爆炸焊接窗口边界公式的发展历程、理论假设和参数选择,总结得到方便使用的窗口计算公式.将其应用到钛/铝焊接中,分析了钛与不同牌号铝合金的焊接方式,预测了不同装药比时焊接界面的质量.结果表明,随着铝合金硬度的升高,可焊窗口逐渐减小.当焊接参数位于窗口中部时,界面成小波状,结合质量好;焊接参数接近窗口上限时,界面成大波状,存在大量微观缺陷.焊接窗口是重要的研究手段,能够较好的指导生产实践.

摘要： 为减小钛/钢爆炸焊接钛层的使用量,以低爆速乳化炸药作为焊接炸药,食盐作为传压层,成功实现厚度200μm TA1钛箔与Q235钢的爆炸焊接.通过金相显微镜、扫描电镜和能谱仪对界面微观形貌进行分析,利用万能试验机对复合板试件进行拉伸、弯曲试验检测其结合性能.结果表明,钛箔/钢界面呈规则的波形,主要以熔化层结合,具有良好的结合质量.靠近界面金属产生强烈的塑性变形,钢侧晶粒呈流线状.波后的旋涡内包含熔化块,未观测到孔洞、裂隙等缺陷.根据Ti和Fe元素原子比例,熔化块成分主要为FeTi,Fe2Ti等金属间化合物.三点弯曲和拉伸试件的界面均未出现分离,复合板材界面具有良好的塑性变形能力和结合性能.拉伸试件断口两侧的钛层与钢层存在大小不一的韧窝,主要呈塑性断裂.

摘要： 溅射靶材是半导体芯片的配线材料。采用5NAl和TU1-Cu分别作为溅射靶材的复层和基层材料,通过爆炸复合法实现焊接结合,通过渗透和探伤检测有无爆炸缺陷,金相分析爆炸前后的组织变化,硬度分析爆炸前后的硬度变化,粘结强度分析结合质量。结果表明,爆炸焊接后除起爆点外,结合质量良好。5NAl板材作为复层,爆炸焊接后边缘部位减薄严重;爆炸焊接后5NAl板材与TU1-Cu板材之间存在明显的爆炸波纹,爆炸焊接前后组织无明显变化;爆炸焊接后5NAl板材与TU1-Cu板材离界面较近的母材硬度较大,随着距离的增大,硬度趋于原始态的硬度;爆炸焊接后结合强度大于70 MPa。爆炸焊接法制备的溅射靶材可以满足后续加工及使用要求。

摘要： 为了研究TiNi合金/Q235钢爆炸复合板界面微观结构及形成机理,分别以Ti质量分数50.8%的TiNi合金板、Q235钢板为复板和基板,利用爆炸焊接技术制备了TiNi合金/Q235钢层状复合材料。通过SEM和EDS检测手段对结合界面的微观结构了进行分析,并结合光滑粒子流体动力学(SPH)数值模拟方法,揭示其演化过程。同时,利用拉伸和压剪实验,测试了界面的力学性能。结果表明,TiNi合金/Q235钢爆炸复合板界面呈现规则的波状结合,界面拉伸强度达到683 MPa,压剪强度达到291 MPa。数值模拟分析显示,碰撞点离开后,界面熔融物质仍具有较高运动速度,与受主射流裹挟和高压区挤压而侵入界面的熔融金属流相向运动,发生强烈的圆周运动和机械搅拌,最终形成涡旋区。

摘要： 为了研究负压环境下的钢/不锈钢爆炸焊接参数,采用ANSYS/AUTODYN模拟特性参数,理论分析了参数设置的合理性。以Q235钢与304不锈钢分别作为基、复板材料,铵油炸药为焊接炸药,模拟研究负压环境下结合界面的焊接参数。结果表明:复板主要受到两个压力波影响,前端为炸药爆轰产生,后部为复板撞击基板产生。负压环境下的碰撞压力约11.2 GPa,最大碰撞速度达到471 m/s,参数超过了其临界碰撞压力和临界碰撞速度,焊接参数设置合理。

摘要： 在爆炸焊接诸多工艺参数中,间隙是影响焊接质量的重要工艺参数,为了研究基复板间隙不同引起的复合板结合强度的差异从而更好地指导不锈钢-碳钢爆炸焊接的实际生产,利用LS-DYNA软件,采用SPH-FEM耦合的方法,选取SUS304不锈钢为复板、Q345R碳钢为基板,并分别在6/8/10 mm 3种不同间隙下对爆炸焊接的复合过程进行三维数值模拟,计算并建立了复合板的爆炸焊接窗口。研究结果表明:模拟结果与实验结果相近,3组模拟结果中复板碰撞速度均在爆炸焊接窗口内,表明3组复合板结合质量较好。当基板与复板间距逐渐增大,结合界面波长先增大后减小,在间距为8 mm时波长最大,且此时复合板剪切强度相较于其他两组实验较高,爆炸焊接的质量较好。

摘要： “成功了!成功了!”近日,在河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院(以下简称地勘四院)三门峡金属复合材料爆炸焊接现场,只听“轰隆”一声,两种不同质地的金属板材严丝合缝地被焊接为一体,现场技术人员欢呼雀跃。近年来,地勘四院不断加大科技创新力度,瞄准爆炸焊接新技术,强化技术攻关,通过不断摸索,多次试验,成功解锁这项新技术,进一步拓宽了转型发展的道路。组建技术专班“爆炸焊接,你们能不能干?”2021年7月的一天,一家知名企业主动找到地勘四院,提出了业务需求。

摘要： 选用厚度0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm和0.4 mm的TA2箔复板,厚度20 mm的Q235钢基板,利用ANSYS/LS-DYNA软件并结合光滑粒子流体动力学理论对不同复板厚度下的爆炸焊接实验进行三维数值模拟。计算了焊接过程中的各动态参数并建立了爆炸焊接窗口,使用纵向位移观察、特征点压力记录、碰撞速度测试等,对处于爆炸焊接窗口内不同位置的基复材料的结合质量进行分组对比,结论是爆炸焊接窗口能有效预测TA2箔爆炸焊接的结合质量。模拟结果中所得各动态参数与计算数据基本吻合,充分证明利用爆炸焊接在Q235钢上涂覆TA2箔具备可行性。

摘要： 高熵合金(high entropy alloys,HEA)是金属系统的一个新子集,具有复杂的成分.使用爆炸焊接工艺将Al_(0.1)CoCrFeNi高熵合金/Cu进行了复合加工,通过扫描电子显微镜和硬度测试表征了爆炸焊接产生的微观结构演变的不均匀特性.结果表明,爆炸焊接界面在纵向截面上呈现周期性的结构分布,而在横向截面上呈现出不规则的边界,从不同截面可以统计得到相似的波形参数.通过界面区域的微观结构发现,界面附近具有沿着界面拉长的晶粒,旋涡区具有再结晶的等轴细晶;随着晶粒变形程度的增加,相应区域细晶的比例随之增加.纳米压痕测试结果表明,界面沿着爆炸焊接方向呈现周期性起伏的硬度分布,且混合区的硬度值介于两侧的硬度之间.

摘要： 本文联系生产实际,在爆炸焊接不锈钢复合板的焊后热处理过程中要尽量避免在不锈钢的敏感温度内进行热处理,从而尽可能地使材料的性能达到最优,大大提高复合板的使用寿命.制定了不同的热处理工艺,通过对不同保温温度、保温时间得到的试样的组织进行分析,考察金属间相及碳化物的析出规律,找出σ相等的析出敏感温度区间.并对比纯不锈钢与爆炸复合板复层不锈钢的析出行为,看爆炸复合过程是否促进复层内相的析出,进而影响其耐蚀性能,做出相关分析和结论.

摘要： 专用炸药在异种金属焊接起着十分重要的作用一直以来是一个研究重点.本文对金属爆炸焊接的膨化铵油炸药进行实验研究,结果表明:膨化铵油炸药稀释剂含量在30％～40％时,爆速的变化较为平缓.当炸药中稀释剂含量为50％、药厚25～50mm之间时,炸药爆速为2300～2360m/s,药厚对爆速的影响不大.应用该炸药爆炸焊接的不锈钢-钢复合材料质量良好.

摘要： 爆炸焊接方法制造耐磨金属复合板,具有焊接界面优异和生产效率高的优点.本文分析了爆炸焊接中耐磨金属在受到强冲击载荷时,发生层裂和角裂现象的机理,通过优化炸药配方、爆炸焊接参数,以及设置应力隔离槽的方式设计并进行了爆炸焊接实验,采用UT、力学性能、硬度和金相检测相结合的方式对实验结果进行了检测.结果表明:优化后的爆炸焊接工艺参数能够制得性能优异的耐磨金属爆炸焊接复合板.

摘要： 为了得到爆炸态、热处理态TA1/Q345复合板残余应力的大小及分布规律,采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟结合盲孔法测试复合板结合界面及厚度方向残余应力的大小及分布.结果表明:大面积爆炸态TA1/Q345复合板界面处残余应力处于拉应力状态,分布不均匀且起爆点及边缘的残余应力较大,整体上从起爆点开始沿爆轰波传播方向逐渐减小,到边缘又增大,与数值模拟得到的规律相吻合,热处理态TA1/Q345复合板界面处残余应力处于压应力状态,分布比较均匀;大面积爆炸态TA1/Q345复合板厚度方向的残余应力在界面处最大且界面处的残余应力与盲孔法测试结果相吻合,热处理态TA1/Q345复合板厚度方向的残余应力分布较均匀,大部分处于压应力状态.

摘要： 冷却壁是高炉炉体冷却的关键设备,对稳定生产和延长高炉寿命至关重要.随着高炉对冷却壁寿命的要求不断提高,冷却壁的材质、制造工艺等得以不断的完善和发展,尤其是铜钢复合冷却壁,兼顾了铜的高导热性和钢的抗变形能力,大幅降低铜冷却壁使用成本的同时,减少了铜冷却壁的变形损坏,延长了使用寿命.根据高炉不同冷却部位的冷却需求，高炉的冷却壁材质主要有铜冷却壁和铸铁冷却壁两类。铡冷却壁多用于热负荷较高的炉股、炉腰和炉身卜部区域，铸铁冷却壁则多用于炉缸区域。铜冷却壁的损坏形式分为烧损、磨损和弯曲变形等，其中烧损的情况较少，冷却壁的损坏主要集中在磨损和弯曲变形两种。铜钢复合冷却壁采用爆炸焊接技术实现了铜与钢的冶金结合，保证铜的高导热性的同时，大幅提高了冷却壁的抗变形能力，减少了铜冷却壁的变形损坏，节约成本。冷却壁的损坏除与冷却壁本身的性能有关外，受高炉操作及原燃料影响较大，尤其是渣皮质量，因此，保证较好的原燃料质量和稳定的高炉操作，使冷却壁表面形成稳定的渣皮是延长冷却壁寿命的关键。

摘要： 对凝汽器用ASME SB265Gr1/SA516Gr70钛/钢复合板进行爆炸焊接试验,并对复合板结合界面的微观组织特征及力学性能进行了分析测试.微观组织分析显示,界面为波状结合,界面两侧的金属均发生了不同程度的塑性变形;界面附近存在短距离的元素互相扩散;界面无分层、夹杂等缺陷.力学性能测试表明,结合界面处的维氏硬度最高,随着与界面距离的增大逐渐降低;复合板的拉伸、冲击、弯曲性能符合ASTM B898标准的要求,能够满足装备使用要求.

摘要： 本文通过直探头、斜探头、TOFD(超声波衍射时差法)等方法,对S31603/Q345R复合板压力容器的径向裂纹进行无损检测,并通过现场切割以比较其缺陷检出能力;同时,结合扫描电子显微镜分析其微观结构,以分析其失效机理;最后,通过数值计算分析含径向裂纹复合板压力容器的安全性能.结果表明:在对径向裂纹进行无损检测时发现,直探头检测回波面较小易导致漏检,TOFD对不锈钢的粗晶粒产生的回波易掩盖检测径向裂纹时产生的回波从而导致漏检,而斜探头因检测回波面大对径向裂纹的检测效果优于直探头检测和TOFD检测,建议采用斜探头检测以确保复合板压力容器径向裂纹的安全检测;通过扫描电镜分析发现爆炸复合板结合界面呈明显的正弦波状结合界面,结合界面处的元素会发生相互扩散现象,且结合界面处存在的裂纹、空洞等微观缺陷会使得结合界面的强度降低,对爆炸复合板产生影响;最后,通过数值计算得到含径向裂纹的复合板压力容器的应力集中系数,发现该类裂纹的存在使得复合板压力容器存在较大的安全隐患.

摘要： 本文通过直探头、斜探头、TOFD(超声波衍射时差法)等方法,对S31603/Q345R复合板压力容器的径向裂纹进行无损检测,并通过现场切割以比较其缺陷检出能力;同时,结合扫描电子显微镜分析其微观结构,以分析其失效机理;最后,通过数值计算分析含径向裂纹复合板压力容器的安全性能.结果表明:在对径向裂纹进行无损检测时发现,直探头检测回波面较小易导致漏检,TOFD对不锈钢的粗晶粒产生的回波易掩盖检测径向裂纹时产生的回波从而导致漏检,而斜探头因检测回波面大对径向裂纹的检测效果优于直探头检测和TOFD检测,建议采用斜探头检测以确保复合板压力容器径向裂纹的安全检测;通过扫描电镜分析发现爆炸复合板结合界面呈明显的正弦波状结合界面,结合界面处的元素会发生相互扩散现象,且结合界面处存在的裂纹、空洞等微观缺陷会使得结合界面的强度降低,对爆炸复合板产生影响;最后,通过数值计算得到含径向裂纹的复合板压力容器的应力集中系数,发现该类裂纹的存在使得复合板压力容器存在较大的安全隐患.

摘要： 本文通过直探头、斜探头、TOFD(超声波衍射时差法)等方法,对S31603/Q345R复合板压力容器的径向裂纹进行无损检测,并通过现场切割以比较其缺陷检出能力;同时,结合扫描电子显微镜分析其微观结构,以分析其失效机理;最后,通过数值计算分析含径向裂纹复合板压力容器的安全性能.结果表明:在对径向裂纹进行无损检测时发现,直探头检测回波面较小易导致漏检,TOFD对不锈钢的粗晶粒产生的回波易掩盖检测径向裂纹时产生的回波从而导致漏检,而斜探头因检测回波面大对径向裂纹的检测效果优于直探头检测和TOFD检测,建议采用斜探头检测以确保复合板压力容器径向裂纹的安全检测;通过扫描电镜分析发现爆炸复合板结合界面呈明显的正弦波状结合界面,结合界面处的元素会发生相互扩散现象,且结合界面处存在的裂纹、空洞等微观缺陷会使得结合界面的强度降低,对爆炸复合板产生影响;最后,通过数值计算得到含径向裂纹的复合板压力容器的应力集中系数,发现该类裂纹的存在使得复合板压力容器存在较大的安全隐患.

摘要： 本文通过直探头、斜探头、TOFD(超声波衍射时差法)等方法,对S31603/Q345R复合板压力容器的径向裂纹进行无损检测,并通过现场切割以比较其缺陷检出能力;同时,结合扫描电子显微镜分析其微观结构,以分析其失效机理;最后,通过数值计算分析含径向裂纹复合板压力容器的安全性能.结果表明:在对径向裂纹进行无损检测时发现,直探头检测回波面较小易导致漏检,TOFD对不锈钢的粗晶粒产生的回波易掩盖检测径向裂纹时产生的回波从而导致漏检,而斜探头因检测回波面大对径向裂纹的检测效果优于直探头检测和TOFD检测,建议采用斜探头检测以确保复合板压力容器径向裂纹的安全检测;通过扫描电镜分析发现爆炸复合板结合界面呈明显的正弦波状结合界面,结合界面处的元素会发生相互扩散现象,且结合界面处存在的裂纹、空洞等微观缺陷会使得结合界面的强度降低,对爆炸复合板产生影响;最后,通过数值计算得到含径向裂纹的复合板压力容器的应力集中系数,发现该类裂纹的存在使得复合板压力容器存在较大的安全隐患.

摘要： 本发明公开了一种金属爆炸焊接多个局部同时爆炸焊接复合焊接方法，其焊接装置包括有基层金属板，基层金属板上放置有复层金属板，复层金属板上放置有复层衬板，复层衬板上设置有炸药和引爆装置。本发明采用多个点阵、多个局部、任意形状金属同时爆炸复合焊接，来减少铜材或者是其他作为复层的稀有贵重金属(金、银、钛、钽、锆、镍等)的使用量，大大降低了爆炸焊接施工成本，提高了工作效率。

摘要： 本发明公开了一种金属爆炸焊接多个局部同时爆炸焊接复合焊接方法，其焊接装置包括有基层金属板，基层金属板上放置有复层金属板，复层金属板上放置有复层衬板，复层衬板上设置有炸药和引爆装置。本发明采用多个点阵、多个局部、任意形状金属同时爆炸复合焊接，来减少铜材或者是其他作为复层的稀有贵重金属(金、银、钛、钽、锆、镍等)的使用量，大大降低了爆炸焊接施工成本，提高了工作效率。

摘要： 本发明公开了一种氖气保护新型爆炸焊接方法，包括如下步骤：S1清理：分别将基板和复板待结合的表面清理干净；S2装配：将步骤S1清理干净的基板和复板按照“基板在下，复板在上、待焊接面相对”原则进行装配，在基板和复板之间放入间隙支撑；S3布药和雷管：在复板的上表面布置药剂和雷管；S4焊接密闭空间的制备：采用铝塑热熔膜将S3装配好的基板和复板密封，并在对角线位置预留抽气/充气口、气体成分/压力检测口；S5充入氖气：将步骤S4中的密闭空间中的空气抽出并充入氖气；S6：实施爆炸焊接：用雷管引爆药剂，实施爆炸焊接。可以有效避免和减弱金属射流与大气组分发生反应产生脆性产物；提高了界面结合质量，提高了焊接强度。

摘要： 本发明公开了一种用于解决现有使用的稀释剂在生产过程中产生的问题，提出一种新的稀释剂(碳酸钙微粒)在生产复合板中爆炸焊接的应用及工艺方法，使生产出来的复合板具有贴合率98％以上、冶金结合强度高，符合设备的制造及特殊行业的使用。

摘要： 本发明公开了一种用于解决现有使用的稀释剂在生产过程中产生的问题，提出一种新的稀释剂(石英砂微粒)在生产复合板中爆炸焊接的应用及工艺方法，使生产出来的复合板具有贴合率98％以上、冶金结合强度高，符合设备的制造及特殊行业的使用。

摘要： 本发明涉及爆炸焊接燃气涡轮护罩和形成爆炸焊接燃气涡轮的工艺。公开了一种爆炸焊接涡轮护罩和一种形成爆炸焊接燃气涡轮护罩的工艺。爆炸焊接燃气涡轮护罩包括爆炸焊接到第二合金的第一合金。在爆炸焊接燃气涡轮护罩中，第一合金形成热气体路径的至少一部分或者燃气涡轮护罩的膨胀区域包括第一合金。工艺包括将第一合金爆炸焊接到第二合金以形成燃气涡轮护罩。

摘要： 本实用新型提出了镍基合金‑不锈钢爆炸焊接复合板的爆炸结构，包括设于地面上的基板，设于所述基板上方的复板和炸药层，及设于所述基板和复板侧边之间的多个支撑件，所述炸药层中间设有雷管，用于点燃炸药层；所述支撑件包括支撑板、第一翻板、第二翻板和档杆，所述支撑板侧部开设有方槽，所述第一翻板和第二翻板分别设于方槽上下端部，且两者端部均与支撑板铰接相连，所述第一翻板下方和第二翻板上方均穿插有档杆，用于使所述第一翻板上端面和第二翻板下端面分别与复板底端面和基板顶端面相抵接，起到支撑作用。本实用新型结构简单，操作方便，降低了加工难度，且不易被风刮倒。

摘要： 本实用新型提出了铝‑不锈钢爆炸焊接复合板的爆炸结构，包括相对设置的第一挡板和第二挡板，竖向设置于两挡板之间的复板和基板，及设于复板和基板外侧的炸药层，所述第一挡板和第二挡板上下端部均固定连接有挂耳板，且所述第一挡板和第二挡板对应位置的挂耳板之间固定连接有拉杆，所述第一挡板和第二挡板中间开设有插孔，所述插孔内设有雷管，且所述雷管伸入炸药层内部。本实用新型通过将复板和基板设置在两个挡板之间，两个挡板通过拉杆固定连接，并在复板和基板上均设置炸药层，点燃雷管后，在炸药爆炸产生冲击能作用下，复板和基板同时向中间高速运动，撞击速度快，焊接强度高。

摘要： 本实用新型提出了铜‑不锈钢爆炸焊接复合板的爆炸结构，包括相对设置的左固定物和右固定物，所述左固定物和右固定物之间相对布置有复板和基板，所述复板和基板相互远离一侧均设置有方框体，所述方框体内部填充有炸药层，所述炸药层中间设有雷管，用于引爆炸药层。本实用新型通过将复板和基板相对设置在左固定物和右固定物之间，并在复板和基板上均设置炸药层，点燃雷管后，在炸药爆炸产生冲击能作用下，复板和基板同时向中间高速运动，撞击速度快，焊接强度高；通过设置同步点火器，使得复板和基板两侧的两个雷管同时点燃，保证了撞击的同步性，提高焊接质量。

摘要： 本实用新型公开了一种铝钛爆炸复合材料的爆炸焊接设备，包括本体单元，包括梯形支撑板，设置于所述梯形支撑板顶部四周的气杆，设置于所述气杆顶部的加热设备，设置于所述加热设备顶部的加热箱体，设置于所述加热箱体内腔的收集箱体，碎裂单元，包括防爆箱体、设置于所述加热箱体的顶部。通过设置梯形支撑板，起到了稳定支撑气杆的效果，通过设置气杆，起到了对铝、钛板进行爆炸时产生的震动力进行缓冲的效果，通过设置加热设备，起到了对碎片化后的铝、钛板进行加热的效果，通过设置加热箱体，起到了稳定支撑收集箱体的效果，通过设置收集箱体，起到了便于收集碎片化后的铝、钛板的效果。