高速?zèng)_擊下金屬焊接能力的研究.pdf

1、高速?zèng)_擊焊接技術(shù)可以使在常規(guī)方法下很難焊接的異種或同種金屬在不發(fā)生熔化和固化的情況下快速實(shí)現(xiàn)焊接。在焊接區(qū)域也不會(huì)存在熱影響區(qū)或大量金屬再結(jié)晶現(xiàn)象,被焊接的材料性能一般不低于母材的性能,而且在焊接結(jié)合處的強(qiáng)度也不會(huì)減弱或由于存在的殘余應(yīng)力導(dǎo)致焊接區(qū)域發(fā)生裂紋、銹蝕等問(wèn)題。因此對(duì)這一技術(shù)方法的研究一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和前沿。
　　 國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)這一技術(shù)方法進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和模擬研究,取得了很多優(yōu)秀的成果,并且目前已經(jīng)把高速?zèng)_

2、擊焊接技術(shù)應(yīng)用到了商業(yè)生產(chǎn)中。但是對(duì)這一技術(shù)方法的模擬研究一直不是很理想,遠(yuǎn)未達(dá)到人們對(duì)其期待。在本文中,利用光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)(SPH)方法對(duì)高速?zèng)_擊焊接過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,成功的復(fù)制出在高速?zèng)_擊焊接過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的界面波形、射流等現(xiàn)象;考察了不同沖擊條件下,復(fù)板和基板結(jié)合面上測(cè)量點(diǎn)的壓力、速度、塑性變形和剪切應(yīng)力隨著沖擊時(shí)間進(jìn)行的變化情況,得出為達(dá)到良好的結(jié)合效果在不同金屬材料結(jié)合面處復(fù)板與基板中的剪切應(yīng)力方向必須相反,且有效塑性變

3、形和剪切應(yīng)力的大小必須超過(guò)一個(gè)臨界值;分析和討論了不同沖擊速度和沖擊角度下的數(shù)值模擬結(jié)果,給出了結(jié)合面的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)界面波形的形成與沖擊速度和沖擊角度有很大關(guān)系,沖擊速度和沖擊角度的增加導(dǎo)致了結(jié)合面波形波長(zhǎng)和波幅的增大。論文研究表明,光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)方法是一種非常適用于此類高速?zèng)_擊焊接過(guò)程的有效方法,對(duì)于更為深入的理解界面波形的形成機(jī)理和結(jié)合面結(jié)合機(jī)理有著非常重要的作用。這不僅為以后高速?zèng)_擊焊接技術(shù)的模擬分析研究提供了較

4、好的借鑒價(jià)值,同時(shí)通過(guò)此模擬對(duì)高速?zèng)_擊焊接實(shí)驗(yàn)的參數(shù)選定也具有指導(dǎo)作用。
　　 除此之外本文還對(duì)激光沖擊金屬焊接這一新技術(shù)方法的可行性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并通過(guò)透射光顯微鏡對(duì)焊接界面的觀察,發(fā)現(xiàn)結(jié)合界面也會(huì)形成與爆炸焊接、電磁脈沖焊接相類似的波狀結(jié)合面以及平直型結(jié)合面,且在界面焊接區(qū)域發(fā)生了一定的晶粒細(xì)化現(xiàn)象。又利用顯微硬度儀對(duì)焊接界面進(jìn)行了硬度測(cè)試與分析,發(fā)現(xiàn)由于結(jié)合界面發(fā)生了一定的塑性變形而使顯微硬度增加。除此之外,還對(duì)激光沖擊