• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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铝合金与槽型界面钢板的爆炸焊接

李雪交 马宏昊 沈兆武

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引用本文: 李雪交, 马宏昊, 沈兆武. 铝合金与槽型界面钢板的爆炸焊接[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(5): 640-647. doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0640-08
Li Xuejiao, Ma Honghao, Shen Zhaowu. Explosive welding of interface between aluminum alloy and steel plate with dovetail grooves[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(5): 640-647. doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0640-08
Citation: Li Xuejiao, Ma Honghao, Shen Zhaowu. Explosive welding of interface between aluminum alloy and steel plate with dovetail grooves[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(5): 640-647. doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0640-08

铝合金与槽型界面钢板的爆炸焊接

doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0640-08
基金项目: 

国家自然科学基金面上项目 51374189

国家自然科学基金面上项目 51174183

详细信息
    作者简介:

    李雪交(1986—),男,博士研究生

    通讯作者:

    马宏昊, hhma@ustc.edu.cn

  • 中图分类号: O389

Explosive welding of interface between aluminum alloy and steel plate with dovetail grooves

  • 摘要: 采用尺寸为4 mm×410 mm×410 mm的5083铝合金和尺寸为15 mm×400 mm×400 mm、表面开有燕尾槽的Q345钢板作为爆炸焊接的覆板与基板,根据理论公式得到铝合金-钢爆炸焊接下限后,选取其附近的参数进行爆炸焊接,再通过力学性能检测和微观形貌观察研究5083/Q345复合板界面的结合性能。实验结果表明:铝合金与钢在冶金结合和燕尾槽的挤压啮合共同作用下实现爆炸复合;铝合金与燕尾槽上底面、倾斜面和下底面的界面均呈平直状。铝合金与燕尾槽上底面、下底面以直接结合和不连续熔化块相结合的方式复合,而铝合金与燕尾槽倾斜面以连续熔化层的方式复合;复合板的剪切强度大于172 MPa,满足Al/Fe复合板结合强度的要求。
  • 图  1  燕尾槽截面示意图

    Figure  1.  Schematic of cross-section of dovetail grooves

    图  2  铝蜂窝板

    Figure  2.  Aluminum honeycomb panel

    图  3  铝蜂窝炸药

    Figure  3.  Aluminum honeycomb explosive

    图  4  爆炸焊接装置示意图

    Figure  4.  Schematic of explosive welding set-up

    图  5  爆炸复合板截面实物图

    Figure  5.  Image of actual cross-section of explosive clad plate

    图  6  拉剪破坏试件实物图

    Figure  6.  Image of actual tensile shear failure specimen

    图  7  爆炸复合板金相观察位置

    Figure  7.  Metallographic observation points of explosive clad plate

    图  8  爆炸复合板界面的金相组织图

    Figure  8.  Metallographic images at the interfaces of 5083/Q345 clad plate

    图  9  爆炸复合板界面扫描电镜图

    Figure  9.  SEM images of the interfaces of explosive clad plate

    图  10  爆炸复合板界面能谱分析

    Figure  10.  EDS analysis across the interface of explosive clad plate

    表  1  基板与覆板的物理和机械性能

    Table  1.   Physical and mechanical properties of flyer and base plates

    金属材料 Tm/℃ ρ/(g·cm-3) HV σs/MPa σb/MPa c/(m·s-1)
    5083铝合金 570~640 2.72 61 125 270 6 300
    Q345钢 1 523 7.85 168 385 609 6 000
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    表  2  爆炸复合板的力学性能实验结果

    Table  2.   Experimental results of mechanical properties of explosive clad plate

    实验编号 Sb/(mm×mm) σb/MPa Sτ/(mm×mm) στ/MPa
    1 10×10 522 4.5×25 178
    2 10×10 538 4.5×25 183
    3 10×10 527 4.5×25 190
    4 10×10 543 4.5×25 172
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    表  3  界面不同位置的化学成分(摩尔分数)

    Table  3.   Chemical components at different points on the interface (mole fraction)

    界面位置 xAl/% xFe/%
    1 99.16 0.84
    2 73.32 26.68
    3 76.11 23.89
    4 72.45 27.55
    5 0.43 99.57
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-04
  • 修回日期:  2015-06-03
  • 刊出日期:  2016-09-25

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