空气密度对铜(T2)/Q235爆炸焊接影响的数值模拟研究

为了研究不同空气密度对铜(T2)/Q235爆炸焊接的影响,选用T2作为复板,Q235为基板,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件并结合任意拉格朗日欧拉耦合法(ALE算法),对三种不同空气密度下的铜(T2)/Q235爆炸焊接进行三维数值模拟。对模拟结果的碰撞速度、碰撞压力和竖向位移等动态参数进行对比分析,结果表明在三种空气密度下,特征单元的碰撞速度、碰撞压力和竖向位移的变化趋势几乎一致。说明空气密度在一定范围内变化对爆炸焊接动态参数的影响非常小,可以忽略不计。

装药量对爆炸焊接T2/Q235复合板微观形貌和力学性能的影响

采用爆炸焊接工艺制备了T2/Q235复合板,通过粘结试验、弯曲试验以及硬度测试研究了不同装药量对复合板微观形貌以及力学性能的影响。试验表明,使用爆炸焊接工艺可以实现T2紫铜和Q235钢板良好的结合,结合面呈波浪状并有漩涡区。随着装药量的增加,波浪状的深度增加,波浪峰与峰之间的距离减小;复合板的剪切强度、粘接强度和T2铜侧的显微硬度增大。随着距结合面距离的增大,T2铜侧的显微硬度减小。

时效处理对T2/Q235复合板的力学性能及磨损性能影响

通过爆炸焊接工艺制备T2/Q235复合板,并研究了时效处理对复合板力学性能及磨损性能的影响。利用扫描电镜、金相显微镜对结合面的组织结构进行了分析;利用万能试验机和磨损试验机等设备对复合板的力学性能和耐磨性能进行了测试。试验表明:时效处理参数设定为(300±5)℃温度下保温2 h,得到的复合板硬度最高,此时硬度达到了135 HV;时效处理后,随着复合板硬度的提高,剪切强度有轻微提高,但是粘结强度有所降低;T2/Q235复合板的耐磨性能是铜合金模具滑块的3倍以上,T2/Q235复合板可用来替代一些常用的铜合金。

T2铜与Q235钢异种材料焊接温度场模拟研究

基于MSC.Marc有限元软件,模拟研究了T2铜与Q235钢异种材料的焊接热过程。根据试件尺寸建立实体模型,采用双椭球移动热源模型对试件的温度场进行了三维动态模拟。研究了铜和钢焊接温度场的分布规律,分析热源作用位置的变化对铜和钢焊接温度场的影响。结果表明,数值模拟结果与理论和实验结果一致,验证了模拟方法的正确性。合理分布热源位置可有效改善铜和钢两侧的温度分布情况,一定程度上解决铜和钢物理性能差异大的问题。

T2紫铜与Q235B的焊接材料选择

T2紫铜与Q235B的氩弧焊接通常都按T2紫铜选择焊接材料,用铜焊丝SCu1897焊接,如果按Q235B选择焊接材料,在保证焊缝内部质量的同时,还能大幅度降低制造成本。

T2紫铜和Q235双丝焊工艺优化研究

本文用SAF公司的SATRMATCR450TOPMAG．双丝焊设备对5mm厚的T2紫铜板和Q235板进行了对接焊，主焊机选用HS211焊丝，辅焊机选用ER50S-6焊丝。通过正交试验，在主机送丝速度为65m／min，辅机送丝速度为7.0m／min，焊接速度为40mm／min，坡口间距为1．5mm时获得无缺陷的焊接接头，力学性能检测结果显示接头的抗拉强度在200MPa以上，金相试验显示焊缝组织为（α＋ε）。

装药量对T2/Q235爆炸焊接影响的数值模拟

为了更好地指导T2/Q235爆炸焊接复合板的生产,研究装药量对T2/Q235爆炸焊接复合板质量的影响,文章选用T2为复板、Q235为基板,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了三维有限元模型和二维模型。观察爆炸焊接过程中的压力、速度分布等情况,观察并分析界面波形,对比分析在3种不同质量比即R为0.8、1.0、1.5的工艺参数下,各项数值的差异,得到装药量对T2/Q235复合板爆炸焊接质量影响。结果显示,随着装药量的逐渐增大,复板的碰撞速度逐渐增大,复合板结合面的塑性应变增大,有利于爆炸焊接的结合质量;但如果装药量过大则会导致压力过大,对爆炸焊接的结果不利。

T2铜合金和Q235钢在模拟北山地下水环境中的电偶腐蚀行为研究

通过电化学测试实验和腐蚀产物分析研究了T2铜合金和Q235钢在北山地下水模拟液(溶质为Na_(2)SO_(4)和NaCl)和不同Cl^(-)浓度溶液中的电偶腐蚀行为。结果表明,T2铜合金在电偶腐蚀中作为阴极受到保护,Q235钢作为阳极腐蚀速率加快;随Cl^(-)浓度增大,电偶电流密度(I_(g))受溶液中溶解氧含量降低、氧扩散系数减小和溶液电导率升高等因素影响存在最大值;随铜合金和碳钢面积比的增大,I_(g)明显增大,表明该条件下电偶腐蚀反应受阴极控制;温度从25℃升高到50℃,I_(g)增大且在Cl^(-)浓度更低时出现最大值;电偶电压(E_(g))受溶解氧的影响随Cl^(-)浓度增大呈负移趋势。该研究结果为北山地下水对镀铜钢储罐电偶腐蚀的影响提供了参考。

基于高熵合金中间层的铜/钢TIG焊接头组织与性能

铜/钢复合结构不仅能够满足不同环境对材料性能的要求,还可减少铜材的消耗,将大大降低构件的成本;但铜与钢之间物化性能差异较大,其中极差的相溶性会导致焊后出现液相分离或缺陷。基于焊缝金属固溶-高熵化思路,设计Fe_(5)Co_(30)Cr_(30)Ni_(30)Cu_(5)高熵合金作为中间层,对T2紫铜和Q235钢进行TIG焊接,并对中间层及接头的组织与性能进行分析。结果表明:Fe_(5)Co_(30)Cr_(30)Ni_(30)Cu_(5)高熵合金为单相FCC固溶体结构,具有良好的强度和塑韧性;采用该中间层材料,利用TIG焊方法可实现T2紫铜和Q235钢的可靠连接,焊缝成形良好且无气孔、裂纹等缺陷;焊缝区组织为单相FCC固溶体结构,具有显著的高熵化特征;焊接接头平均抗拉强度为225 MPa,达到铜母材强度的91%,平均断后延伸率达到44%;接头断裂发生在紫铜侧热影响区,且断口表面呈现有大量的韧窝结构,具有显著的韧性断裂特征。

低碳钢与紫铜搅拌摩擦焊接头显微组织分析

用搅拌摩擦焊焊接了4 mm厚的Q235低碳钢板和T2紫铜板,得到了内部无缺陷、外观成形良好、无变形的对接接头。研究表明,低碳钢紫铜接头的显微组织与其所受到的热和力作用大小有关。在接头钢侧,轴肩挤压区有较大的变形,组织发生动态再结晶后形成了细小的等轴晶铁素体;在探针附近的热影响区,经历的应变较小,组织则由变形的先共析铁素体和侧板条铁素体组成。在接头铜侧热影响区的晶粒受热长大,而热力影响区的铜由于发生了动态再结晶,晶粒细小。在焊核区,上部主要由钢、铜薄层交叠组成;焊核中下部为钢、铜及钢与铜形成的化合物交叠组成的漩涡状条带,其中铜条带的组织为细小的等轴晶,钢条带的组织为细小的等轴晶或先共析铁素体+侧板条铁素体组织。

紫铜与低碳钢厚板搅拌摩擦焊工艺分析

用搅拌摩擦焊方法成功焊接了10 mm厚的紫铜与低碳钢板,得到了内部无缺陷、外观成形良好的接头.紫铜位于搅拌摩擦焊返回边时,能使焊缝形成良好接头.反之,位于前进边时则有沟槽和未焊合等缺陷.右旋螺纹搅拌针会使焊缝材料向上作螺旋形运动,接头有明显的轴肩影响区,缺陷容易在焊缝底部出现.左旋螺纹搅拌针使搅拌针周围的塑化金属向下迁移,在焊缝下部形成明显的呈"洋葱环"形焊核区,缺陷容易在焊缝上部出现.搅拌针偏移量对焊缝形貌有较大影响.接头抗拉强度达233 MPa,为铜母材强度的95%,断裂位置在铜侧热影响区.焊核区抗拉强度达296 MPa,远超过紫铜母材的强度.

基于自蔓延反应的紫铜与钢异种接头焊接工艺研究

采用自蔓延焊接技术进行紫铜T2和Q235钢强磁场条件下焊接工艺研究,通过焊缝组织形貌观察及力学性能测试,结果表明利用自蔓延焊接工艺可克服异种金属之间性能差异,通过合金元素扩散可使焊缝形成良好的冶金熔合,其平均强度达275.8MPa。

铜/钢异种金属搅拌摩擦焊搭接工艺

采用SKD61模具钢搅拌头对2 mm厚铜/钢异种金属进行搅拌摩擦焊搭接,分析了搭接接头微观组织和力学性能.结果表明,当搅拌针与钢母材直接接触时,随焊接过程的进行搅拌针不断磨损甚至发生断裂.焊核区前进侧出现流线区域,在搭接界面结合处形成机械冶金结合.显微硬度测试显示,铜侧焊核区硬度最高,在搭接界面处硬度分布呈中间高两边低的趋势,接头厚度方向搭接界面处硬度最高.形成良好结合的搭接接头在拉剪试验中断裂于铜侧热影响区,拉伸断口存在大量韧窝,呈典型韧性断裂模式.