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他mb论爆炸焊与摩擦焊

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这TMD不是比他mb直观多了

爆炸焊的基本原理是利用炸药的爆炸能量产生的冲击波和高温,将两种金属材料的表面瞬间加热并压缩到一起,从而实现焊接。
爆炸焊是一个高压过程,炸药在其中扮演着能量提供者的关键角色。当炸药被引爆,瞬间释放出大量化学能量,产生高达 700MPa 的高压、瞬时局部可达 3000℃的高温以及 500 - 1000m/s 的高速冲击波。这种强大的冲击波作用于焊件,使焊件获得巨大的动能,进而推动它们相互碰撞。
在两块金属材料碰撞时,其表面的薄膜会发生塑性变形。由于碰撞速度极高,可达 200 - 500m/s,在极短时间内,这些薄膜会从基体上喷射出去。同时,少数原子层因碰撞速度快而变成 “浆状物”。碰撞的角度(安装角)使得浆状物在碰撞点之前喷射出去,有效地清除了表面玷污层,如金属表面的氧化膜和吸附层等,从而留下清洁的金属表面。当爆炸完成后,浆状物迅速冷却,在融合线处形成一种金属与另一种金属的冶金结合。这种结合过程中,金属基体的物理和机械性能并没有降低,并且在融合线处形成的波形常常被描述为 “液流” 碰撞,反应区中两种成分的金属以粘性流体的方式相互作用。

爆炸焊过程中有多个关键参数,它们对焊接结合面的形态和质量有着显著影响。其中,碰撞角 β 存在一个最小值,若低于此值,无论碰撞速度如何,都难以形成爆炸结合面。而碰撞速度更是至关重要,当碰撞速度低于某一临界值时,结合面呈现直线结合状态,且直线结合面上不发生熔化,但这种结合形式对碰撞条件要求苛刻,微小变化就可能导致未熔合缺陷,所以实际应用较少。当碰撞速度高于临界值时,会形成波状结合,其界面力学性能优于直线结合,焊接参数选择范围也更宽。整个界面由直线结合区和漩涡区组成,当基板和复板密度相近时,波峰两侧均有漩涡;密度相差较大时,仅在波峰一侧出现漩涡。漩涡内部由熔化物质组成,呈铸态组织,若形成固溶体则呈韧性,若形成金属间化合物则呈脆性。此外,若撞击速度和角度过大,会产生大漩涡甚至连续的熔化层,若形成脆性金属间化合物,接头就会变脆,且内部常含有大量缩孔和其他缺陷,因此在焊接操作中需避免这种情况。



爆炸焊的不足之处是:
它只能焊接韧性高的韧性金属。
它会产生很大的噪音,从而产生噪音污染。
焊接高度依赖于工艺参数。
由于爆炸物,涉及更高的安全预防措施。


摩擦焊是一种利用工件接触面之间的相对摩擦运动及由此产生的热量,使接触面及其附近的金属达到热塑性状态,然后快速顶锻而实现焊接的一种固态焊接方法。这种方法不使用填充材料,也不需要保护气体,因此可以用于各种形状和尺寸的工件。
与一些需要复杂准备工作(如预热)的传统焊接技术相比,摩擦焊通常不需要长时间的准备工作。
整个焊接过程(包括摩擦加热阶段和顶锻阶段)可以在几秒到几十秒内完成,具体时间取决于工件的尺寸和材料。

整个焊接过程中,待焊金属获得能量升高达到的温度并没有达到其熔点,即金属是在热塑性状态下实现的类锻态固相连接。
由于摩擦焊是基于机械运动产生热量进行焊接,因此在适当的设置下能够实现非常高的焊接效率。特别是在惯性摩擦焊中,通过预先储存能量并在短时间内释放,可以迅速达到焊接所需的温度条件。
与其他常见的焊接方法相比,比如电弧焊、激光焊等,摩擦焊在特定应用中可能提供更快或更匹配的焊接速度。例如,在连接大截面金属件时,摩擦焊能以较快速度完成高质量的焊接,而不会像某些熔焊方法那样需要较长的冷却时间和复杂的工艺控制。


焊件绕轴旋转的摩擦焊
连续驱动摩擦焊:这种工艺利用焊件之间的连续相对旋转,摩擦产生热量使焊接面达到塑性状态,进而施加顶锻力完成焊接。其在大型结构件的焊接中表现出卓越的性能。
惯性摩擦焊:该方法将动能转化为热能,首先需要将飞轮转动到一定的转速,然后通过摩擦加热焊件直至达到塑性状态,再施加顶锻力实现焊接。其能量利用效率高,非常适合一些要求高的焊接场合。
混合型旋转摩擦焊:该技术综合了多种旋转方式,通过结合各种旋转特点来提高焊接效果,能够满足复杂焊接件的需求。
相位控制摩擦焊:在焊接过程中精确控制焊件之间的相对相位,使其满足特定的焊接要求,从而提高焊缝质量。

其他运动的摩擦焊
摩擦堆焊:借助摩擦热熔化填充材料并堆焊到焊件表面,形成具有优良特性的堆焊层,适合于修复和强化原有部件。
线性摩擦焊:在该工艺中,焊件进行直线往复运动,产生热量以实现焊接。特别适用于长焊缝或者复杂形状的焊件。
轨道摩擦焊:这一方法通过特定轨道运动相互摩擦,加热焊接面后施加顶锻力,能够提升焊接的稳定性和可靠性。

焊件不运动的焊接方法
径向摩擦焊:在垂直于焊件轴向方向施加摩擦和顶锻力,实现环形焊接面的焊接,适合于圆形部件的焊接任务。
搅拌摩擦焊:使用搅拌头旋转搅拌焊件,使材料塑性流动并混合,结合热力与力学作用,实现固相连接。该技术广泛应用于铝合金和镁合金的焊接。

根据焊接工艺特点的分类
依据焊接工艺的不同特点,摩擦焊可以进一步划分为以下几种类型:
界面温度:其中包括普通(高温)摩擦焊、低温摩擦焊和超塑性摩擦焊,后者利用材料超塑性的特性进行焊接。
工艺措施:如气体保护摩擦焊、感应加热摩擦焊等,气体保护能够有效防止氧化,提升焊接质量。
复合工艺:包括钎层摩擦焊、嵌入摩擦焊和三体摩擦焊等,能够在复杂接头下实现优良的力学性能。
焊接环境:特别是水下摩擦焊,适用于海洋工程等特殊环境,展现出摩擦焊的广泛应用潜力。

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