TA2/5083钛铝爆炸焊接数值模拟及实验

• 作者: 吴晓明 史长根 房中行 蔡晨宇 李文轩
• 来源期刊: 稀有金属材料与工程
• 学科: 工学
• 关键词: 爆炸焊接 SPH-FEM算法 数值模拟 Steinberg-Guinan
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 材料工艺|Materials Technology
• 页码范围: 286-294
• 页数: 9页
• 分类号: TG456.6
• 语种: 中文

摘要

TA2与5083钛铝爆炸焊接界面易生成脆性金属间化合物、氧化物、连续熔化区等缺陷,焊接窗口狭窄,最佳焊接参数难以准确获得.本研究重构了动态弯折角β和碰撞速度Vf的β-Vf模型,使用SPH-FEM耦合算法,运用Steinberg-Guinan材料本构模型进行了炸药厚度为10、15、20 mm,复板厚度为1.5 mm的TA2/1060/5083爆炸焊接数值模拟;并采用数值模拟获得的参数开展了爆炸焊接实验.数值模拟和实验结果高度吻合.研究表明:药厚10 mm时,TA2/1060和1060/5083界面均呈优质平直状结合;药厚15 mm时,1060/5083界面呈波状结合.2种药厚条件下的钛-铝过渡界面均未检测到脆性金属间化合物缺陷.药厚20 mm时,基复板材料发生破坏,不能实现复合.运用计算优化的参数成功制备了大面积TA2/1060/5083复合材料.本研究为理化性能差异较大异种金属爆炸复合提供了一种新的可靠算法.