平板金属爆炸焊接原理及实验研究

论文摘要

金属爆炸焊接是介于金属物理学、爆炸物理学和焊接工艺学之间的一门边缘学科,爆炸焊接又是用炸药作能源进行金属间焊接和生产金属复合材料的一种很实用的高新技术。本文主要是对平板金属爆炸焊接的原理及其工艺进行了研究,通过一系列相同、不同平板材料金属的爆炸焊接实验,多次调整各相关参数,最终得出了最优焊接参数范围。本文研究的目的是能通过合理的实验方法生产出工业中实用的高性能的复合金属板材。最后在实验的基础上建立了平板金属爆炸焊接参数查询的数据库系统,为这项技术的实际工业应用以及在应用中查找有关资料及计算数据提供了方便。通过实验研究我们最终得到如下结论:(1) 采用爆炸焊接的方法能够实现一些使用常规方法不易实现的平板金属的焊接,而且焊接的质量也大大超过常规方法的焊接质量。(2) 采用爆炸焊接方法从很大程度上节省了生产成本,并且降低了能源的消耗以及所带来的污染等一系列问题。(3) 在爆炸实验中一些不好确定的实验参数,我们通过一些特殊的方法缩小了实验参数的选取范围,并通过某些实验数据调整了某些公式中系数的变化范围。(4) 通过数据库的建立,一些常用的实验参数及计算结果都可通过方便的输入初始数据而得到,具有很高的工业实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 金属爆炸焊接技术的提出
• 1.3 爆炸焊接的特点、优点及其应用
• 1.4 爆炸焊接基本概念简介
• 第2章 金属爆炸焊接金属物理学原理及覆板的运动
• 2.1 金属爆炸焊接
• 2.1.1 爆炸焊接过程
• 2.1.2 爆炸焊接实质
• 2.1.3 爆炸焊接定义
• 2.2 爆炸焊接机理
• 2.2.1 金属焊接的一般原理
• 2.2.2 金属爆炸焊接机理
• 2.3 爆炸载荷作用下的覆板运动
• 2.3.1 一维简化模型
• 2.3.2 列契脱简化模型下的二维计算
• 第3章 金属爆炸焊接能量分析
• 3.1 爆炸焊接能源
• 3.1.1 炸药与爆炸
• 3.1.2 爆炸焊接中的炸药及炸药反应基本形式
• 3.1.3 炸药传爆理论
• 3.2 爆炸焊接能量分析
• 3.2.1 炸药的爆炸化学反应释放能量
• 3.2.2 覆板金属的高速运动转换能量
• 3.2.3 覆板和基板高速撞击转换能量
• 3.2.4 焊接界面冶金过程中分配能量
• 3.2.5 复合板的爆炸变形等消散能量
• 第4章 金属爆炸焊接工艺和技术基础
• 4.1 爆炸焊接工艺
• 4.1.1 爆炸焊接工艺流程
• 4.1.2 爆炸焊接工艺参数
• 4.2 可焊性窗口确定
• 4.3 爆炸焊接工艺安装
• 第5章 实验研究
• 5.1 异种金属间的爆炸焊接实验研究
• 5.1.1 金属材料的准备
• 5.1.2 金属材料的表面处理
• 5.1.3 药量计算及药框、间隙物和保护层的准备
• 5.1.4 基础的设计与选择
• 5.1.5 工艺安装及进行实验
• 5.2 同种金属间的爆炸焊接实验研究
• 5.3 超薄覆板进行的爆炸焊接实验研究
• 5.4 实验结果分析:复合板的微观组织及结合区形貌
• 第6章 结论与思考
• 6.1 结论
• 6.2 课题思考
• 附录 平板金属爆炸焊接数据库查询系统
• Ⅰ程序运行界面
• Ⅱ程序代码
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢