材料强度对爆炸焊接结合界面的影响*
2019-06-21曾翔宇李晓杰曹景祥王小红闫鸿浩
爆炸与冲击 2019年5期
关键词:界面
曾翔宇,李晓杰,2,曹景祥,王小红,闫鸿浩
(1.大连理工大学工程力学系,辽宁 大连 116024;2.大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁 大连 116024;3.大连船舶重工集团爆炸加工研究所有限公司,辽宁 大连 116021)
爆炸焊接作为一种高效的焊接方式,广泛运用于复合材料的加工与制作中,其鲜明的特点是焊接界面一般会形成周期性的波状界面。关于波状界面形成的原因形成了多种理论,至今依然没有定论。Kowalick 等认为在爆炸焊接过程中界面的强度可以忽略并将其视为类液态界面,进而将波状界面类比卡门涡街[1]。Bahrani 等[2]通过研究观测认为波状界面的形成是由于金属射流相互侵彻形成的。另外,还有一些研究认为波状界面的形成是由于不可压缩流体界面流速不连续导致的Helmholtz 失稳对界面的扰动[3]。这些观点大多将见面视为不可压缩流体,忽视了界面材料强度对焊接效果的影响。
当爆炸焊接的碰撞速度较低时,材料强度相对于碰撞点的压力来说不可以完全忽略,此时材料强度对界面形貌的影响较大,将其完全视为不可压缩流体是不合适的[4-6]。但是关于材料强度对爆炸焊接效果影响并没有进行过系统的研究。为了研究材料强度对爆炸焊接界面的影响,本文中采用不同强度的钢材作为基板,与飞板在相同的爆炸焊接参数下进行爆炸焊接实验。通过光学显微镜及扫描电子显微镜对试样界面进行表征,分析实验材料强度对爆炸焊接界面形貌的影响,并通过数值模拟技术探讨实验焊接过程中界面的力学机理,通过对结果的分析确认在爆炸焊接过程中材料强度对界面形貌以及焊接效果的影响。……
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