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作者:代闯;丁旭;田晓东;田锦;罗海龙;马誉;
单位:长安大学材料科学与工程学院;西安航空学院新材料研究所;陕西瑞森金属复合材料有限公司;
摘要:爆炸焊接制备铝-钢复合板,结合界面的不同位置服役寿命不同。为探究沿爆轰方向组织性能差异,用低爆速炸药逼近焊接窗口下限,采用平行安装、均匀布药法一次爆炸制备13 mm+41 mm厚1070/Q235B层状复合板,并结合ANSYS/LS-DYNA进行三维数值模拟。结果表明:沿爆轰方向结合界面均呈平直状,钢侧变形程度加剧,界面处出现更多的绝热剪切带,Fe、Al元素扩散距离增加,生成厚度约为3μm的金属间化合物FeAl_3,界面处显微硬度最高;沿爆轰方向接头的拉脱强度和剪切强度均增加,而弯曲性能则先增后降。沿爆轰方向基板的碰撞速度不完全处于设计位置,而因爆轰波、爆轰产物能量及基覆板振动能量的叠加而升高,导致碰撞压力和塑性变形程度明显增大。因此,应采用梯形布药法,使碰撞速度为450~550 m/s,避免平直状的结合界面生成大于3μm的连续熔化层,以满足工业中对铝-钢接头均匀性的要求。
关键词:爆炸焊接;;铝-钢复合板;;显微组织;;力学性能;;数值模拟
基金资助:2022年陕西省重点产业链提升项目;咸阳市2022年创新能力支撑计划项目(L2022CXNLGCZX007);; 2022年度咸阳市重大科技创新专项(L2022-ZDZX-HBZ-GY-002)