钛/铝复合板爆炸焊接技术研究进展
2021-01-08田晓东王小苗彭艺杰周仁健罗海龙
钛工业进展 2020年6期
田晓东,王小苗,丁 旭,彭艺杰,周仁健,罗海龙
(1.长安大学,陕西 西安 710064)(2.西安航空学院,陕西 西安 710077)(3.西安市轻金属爆炸复合材料工程研究中心,陕西 西安 710086)
钛及钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好及高温力学性能优异的特点,在航空航天、舰船等行业被广泛使用,但其价格较高[1,2]。铝合金密度小,作为主要的轻量化结构材料,是制造飞行器蒙皮的主要材料,在生产工艺和价格上较其他合金有明显优势,但其耐腐蚀性能较差,易发生大气腐蚀降低飞行器蒙皮的使用寿命[3]。同时,飞行器在稠密大气中超音速飞行时,受激波与机体间高温压缩气体的加热和机体表面与空气强烈摩擦的影响,飞行器蒙皮的温度随马赫数的提高而急剧上升,超过了铝合金的极限使用温度,使其强度大大削弱。因此将二者性能有效结合起来具有重要意义。但是,钛、铝之间的性能差异较大,直接复合具有较大的难度。爆炸焊接又称爆炸复合,是以炸药为能源进行金属复合的方法,可实现300余种金属材料的复合,且50余种金属复合板已投入使用[4,5]。
本文总结近年来钛/铝复合板爆炸焊接工艺、结合界面组织及其力学性能的研究进展,并指出钛/铝复合板的重点发展方向,以期为推动钛/铝复合板在我国航空航天领域的应用提供参考。
1 钛/铝复合板的爆炸焊接工艺
图1为钛/铝复合板爆炸焊接示意图。均匀铺设在覆板(钛板)上的炸药引燃后,产生的能量转化为覆板的动能,覆板与基板(铝板)发生高速倾斜碰撞,碰撞点产生金属射流清除金属表面的氧化膜及吸附层,洁净的金属表面在高温、高压作用下产生塑性变形、原子扩散及熔化等现象,基覆板产生复合形成钛/铝复合板[6-8]。……
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