研究沖擊焊接原理的新方法：試驗臺的研制和改進，實驗結果和數值

來源：發(fā)布時間：2024-12-20

（論文部分內容摘抄）

沖擊焊接、焊接和電磁脈沖焊接這兩種常見的焊接工藝，可能具有巨大的技術優(yōu)勢，但同時由于使用高度瞬態(tài)行為而表現出較差的可觀察性。開發(fā)和增強了一種新型的試驗臺，用于純機械地碰撞和焊接試樣。除了簡單的組裝和易于安全的操作之外，該測試平臺還允許幾乎設置關鍵的工藝參數。

介紹了試驗臺的結構和改進情況。開發(fā)并測試了一種用于高速成像的觸發(fā)方法。沖擊的數值模擬表明，直接在焊接區(qū)的條件是可預測的，可以精確地調整。討論了試樣的制備，以評估表面粗糙度和晶粒結構的影響。

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沖擊焊接是一種非常有前途的技術，它允許在不同金屬之間進行固態(tài)焊接，例如鋁與鋼或鋁與銅。早期的工業(yè)工藝是焊接(EXW)，它主要用于熔覆。典型的產品例如是化學工業(yè)的容器，它可能需要例如材料和耐腐蝕材料的組合。幾十年后，電磁脈沖焊接技術得到了發(fā)展。它避免了使用的潛在危險，而且更容易操作。然而，由于可儲存的能量相對較少，接合面積要小得多，通常為線形。原因一方面是技術上的好處，例如不產生熱變形，以及可以連接不同金屬。另一方面，必要的工具和機器現在顯示出適合大規(guī)模生產的使用壽命對輕型建筑日益增長的需求可以被稱為另一個驅動因素，尤其是在運輸部門。

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用高速攝影機拍攝碰撞，以研究碰撞點，即結合區(qū)的形成。由于這一過程的速度非常快，實際焊接只需要幾微秒，因此我們使用了德國/ Excelitas PCO 公司的超高速四通道分幅像增強器相機HSFC-PRO。它允許一個非常高的幀速率在仍然相當大的空間分辨率。這種系統(tǒng)的缺點是它**多只能使用8幀，因此不允許預觸發(fā)。因此，來自測試平臺的觸發(fā)信號必須盡可能精確和可重復，以獲得可比圖像。

開發(fā)了一種所謂的電觸發(fā)器，以允許精確的時間成像。每個轉子(鋁管及其與驅動軸的夾緊)都安裝在與驅動軸電絕緣的裝置上，從而與電動機和試驗臺的框架電絕緣。然后向其中一個轉子施加電壓，而另一個轉子接地。試件之間的碰撞就像一種(瞬時)開關。觸發(fā)電壓分接在串聯連接的高歐姆電阻器上。 from clipboard