3 磁脈衝焊接實驗

2023-01-17 10:57:04 字數 1610 閱讀 5459

11010226 郝克林

1.描述實驗裝置組成,簡述磁脈衝焊接的原理。

答:實驗裝置由脈衝電容器組和電磁感應線圈等組成。

磁脈衝焊接技術本質上是一種塑性變形連線技術,其基本原理是:磁脈衝焊接接頭是兩待焊金屬之間高速碰撞的結果。脈衝電容器組放電時, 線圈流過的高頻衰減振盪電流產生瞬態變化的強磁場, 與連線外管件的感應電流作用產生作用於其上的脈衝磁場力。

在該磁場力作用下, 使連線件向被連線件高速運動並與之猛烈撞擊。在兩金屬接觸面的先撞擊點上產生射流以及高應變速率的金屬塑性流動。該射流沖刷或清除了兩金屬工件待復合面的氧化層和吸附層, 使兩潔淨金屬表面在高壓下緊密結合而形成金屬鍵接。

隨著變形過程的進行, 金屬鍵合面積逐步擴大到整個連線表面, 實現兩金屬工件之間的連線。

2.實驗過程描述,記錄焊接工藝引數及過程。

答:首先用酒精擦拭待焊工件的表面,之後將內層工件和外層工件一同放入特製的工作線圈中固定,並保持一定間隙互不接觸。開啟磁脈衝發生器,調節電壓至實驗所需值。

手拿控制板並遠離機器至兩公尺外,按下放電開關,電壓逐步上公升。當公升至或超過設定值時,伴隨著一聲響聲,在微秒級別時間內完成磁脈衝焊接。

焊接工藝引數:玻璃鋼與鋁之間的磁脈衝焊接,充電電壓為5.5kv,焊件間距為1.5mm。

3.上網查閱蒐集近年有關的最新資料,限。

答:國內:哈工大于海平、李春峰等開始了對此新技術的關注並進行了相應研究工作,標明al-cu的磁脈衝焊接接頭存在發亮的、波動的過渡區域,最寬處達20μm。

並指出過渡層是區域性融化及快速凝固造成的,且二者導致過渡層顯微硬度顯著增加。此外,利用集磁器對aa2024-t3鋼質終端部件進行磁脈衝焊接。

國外:目前,世界有兩家公司致力於磁脈衝焊接裝置及工藝的研究,以色列的pulsar是一家專門生產磁脈衝焊接裝置的企業,在相關裝置和線圈的研製與開發方面做了大量工作,已開發了放電能量5~100kj、電壓6~25kv、頻率高達100khz、充電速率5kj/s的系列成形與焊接裝置。美國的dana公司首先將mpw技術用於汽車傳動軸的焊接,並成功地進行了較大口徑(120mm左右)的管件的焊接。

美國俄亥俄州的愛迪生焊接研究所對這種先進的磁脈衝焊接技術進行了深入的研究,並都指出磁脈衝焊接工藝對促進結構多功能化及輕量化具有重要作用。

4.磁脈衝焊接與摩擦焊接是如何克服連線的難點實現固相連線的?

答:磁脈衝焊接:當強大的放電電流通過線圈時,在導電的工件中感應產生渦流,兩磁力相互推斥形成壓力,並使其中乙個工件加速向另一工件運動達到接合位置。

兩磁場所產生的強大推力與放電電流的平方成正比,工件間高速撞擊壓力使接觸面金屬超過材料的屈服強度而處於塑性狀態,如果焊接規範〔即工件運動速度,撞擊點角度和撞擊點速度)正確,則表面層在撞擊點發生擠出並焊接起來。

摩擦焊接:在壓力的作用下,相對運動的待焊材料之間產生摩擦,使介面及其附近溫度公升高並達到熱塑性狀態,隨著頂鍛力的作用介面氧化膜破碎,材料發生塑性變形與流動,通過介面元素擴散及再結晶冶金反應而形成接頭。

5.磁脈衝焊接與**焊接的區別。

答:二者的原理有所不同。**焊接是以炸藥作為能源,利用**時產生的衝擊力,使焊件發生劇烈碰撞、塑性變形、熔化以及原子間相互擴散,從而實現連線的一種壓焊方法。

而磁脈衝焊接利用的是脈衝磁場力。

此外,**焊需要複雜的準備過程,不適合於大規模的自動化生產線製造。而磁脈衝焊接能夠很好地解決這一問題。

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