Placa revestida soldada por explosión de titanio, aluminio y magnesio

May 15, 2023

El magnesio y las aleaciones de magnesio son los materiales estructurales metálicos más livianos en aplicaciones de ingeniería en la actualidad, con una gravedad específica de 1,74 g/cm3, aproximadamente 2/3 de aluminio y 1/3 de titanio. Tienen alta resistencia específica y rigidez específica superior al aluminio y al titanio, y excelente reciclabilidad. Se han convertido en los terceros materiales de ingeniería de metales más grandes después del acero y los materiales de aleación de aluminio. Son materiales estructurales de protección ambiental y ahorro de energía con potencial de desarrollo en el siglo XXI. En la industria del automóvil El campo aeroespacial presenta amplias perspectivas de aplicación. Sin embargo, el desarrollo de aleaciones de magnesio está muy restringido por su escasa plasticidad a temperatura ambiente y su escasa resistencia a la corrosión.Placa revestida soldada por explosión de titanio, aluminio y magnesioproducido por aluminio, que toma titanio como placa compuesta con alta resistencia y buena resistencia a la corrosión y aleación de magnesio como sustrato, puede aprovechar al máximo las ventajas de la placa de titanio y la placa de aleación de magnesio, para ampliar el campo de aplicación de aleación de magnesio



En la actualidad, las tecnologías de conexión utilizadas para placas compuestas de base de magnesio incluyen soldadura por difusión, laminación en caliente, laminación acumulativa, soldadura explosiva, soldadura por fricción, etc. Aparecen inevitablemente en la interfaz de unión de la conexión de aleación de magnesio/aluminio. La tecnología de soldadura explosiva utiliza la onda de detonación generada por la explosión para provocar una colisión de alta velocidad en la superficie de contacto de los materiales metálicos que se van a soldar. Su onda de detonación puede limpiar bien la superficie de la muestra a soldar y, por lo tanto, evitar la producción de compuestos intermetálicos.



El aluminio toma una placa de aleación de aluminio como material de la capa de transición, una placa de aleación de magnesio como sustrato y una placa de titanio como placa revestida para llevar a cabo la soldadura explosiva de placas de tres capas en la formación de compuestos de una sola vez, y preparaplaca soldada por explosión de titanio, aluminio y magnesio. La interfaz de unión de forma de onda de su interfaz de unión se analiza mediante microscopio electrónico de barrido (SEM) y espectro de energía (EDS), y las propiedades de flexión y cizalla de tracción de la placa compuesta se prueban y analizan.



El material de sustrato seleccionado es una placa de aleación de magnesio AZ31B, la capa de transición intermedia es una placa de aleación de aluminio 6061 y una placa de titanio TA2, y el tamaño de la placa es de 600 mm × 300 mm × 15 mm, 650 mm × 350 mm × 1 mm y 650 mm × 350 mm × 3 mm, respectivamente. Antes de la soldadura explosiva, muela la superficie de contacto de la placa de aleación de magnesio, la placa de aleación de aluminio y la placa de titanio que se van a soldar y límpiela con etanol absoluto; Al soldar, las placas de prueba se colocan en paralelo y se forman mediante soldadura explosiva de una sola vez. El espacio preestablecido entre la placa base de aleación de magnesio y la placa de aleación de aluminio de la capa de transición es de 3 mm, y el espacio preestablecido entre la placa de aleación de aluminio de la capa de transición y la placa de titanio revestida es de 1 mm



Después de la soldadura, se llevó a cabo una prueba ultrasónica enplaca revestida de titanio, aluminio y magnesio., y se usó SEM para analizar la morfología del área articular determinada como buena mediante la prueba; La prueba de cizallamiento por tracción y la prueba de flexión en tres puntos se llevaron a cabo en la máquina de prueba universal, y la tasa de carga fue de 0,1 mm/min.



(1)Placa revestida soldada explosiva de titanio, aluminio y magnesiofue preparado con éxito por soldadura explosiva. Tanto la interfaz de unión de titanio/aluminio como la interfaz de unión de aluminio/magnesio son interfaces de unión onduladas. Entre ellos, la forma de onda de la interfaz de unión de titanio/aluminio es una interfaz ondulada de tamaño pequeño, y la forma de onda de la interfaz de unión de aluminio/magnesio es una interfaz ondulada de gran tamaño. Esto se debe principalmente a los diferentes tamaños de las columnas de separación.

(2) De acuerdo con la microestructura de la interfaz de la placa compuesta, apareció una estructura de banda de corte adiabático en un lado de la aleación de magnesio y apareció una zona de fusión local en la interfaz de aleación de aluminio/magnesio; La zona de fusión local está compuesta por intermetálicos compuestos por elementos de aluminio y magnesio.

(3) Según la prueba de flexión de la placa compuesta, la resistencia y la plasticidad de la placa de titanio bajo tensión son mejores que las de la placa de aleación de magnesio bajo tensión. La posición de fractura por flexión de la placa compuesta es la expansión de la interfaz de unión de aluminio / magnesio y, finalmente, la falla por fractura por cizallamiento desde el lado de la placa de aleación de magnesio.