Плакированный лист из титана, алюминия и магния, сваренный взрывом

May 15, 2023

Магний и магниевые сплавы в настоящее время являются самыми легкими металлическими конструкционными материалами в технике, с удельным весом 1,74 г/см3, примерно на 2/3 алюминия и на 1/3 титана. Они имеют высокую удельную прочность и удельную жесткость, превосходящую алюминий и титан, и превосходную пригодность для повторного использования. Они стали третьими по величине конструкционными металлическими материалами после материалов из стали и алюминиевого сплава. Это экологически безопасные и энергосберегающие конструкционные материалы с потенциалом развития в 21 веке. В автомобильной промышленности Аэрокосмическая отрасль имеет широкие перспективы применения. Однако разработка магниевых сплавов сильно ограничена их плохой пластичностью при комнатной температуре и плохой коррозионной стойкостью.Плакированный лист из титана, алюминия и магния, сваренный взрывомизготовленный из алюминия, который использует титан в качестве композитной пластины с высокой прочностью и хорошей коррозионной стойкостью и магниевый сплав в качестве подложки, может в полной мере использовать преимущества титановой пластины и пластины из магниевого сплава, чтобы расширить область применения магниевого сплава.



В настоящее время технологии соединения, используемые для композитных пластин на основе магния, включают диффузионную сварку, горячую прокатку, кумулятивную прокатку, сварку взрывом, сварку трением с перемешиванием и т. д. Было обнаружено, что при использовании высокотемпературной сварки или сварки плавлением интерметаллические соединения магния и алюминия будут неизбежно появляются на границе раздела сплава магния/алюминия. В технологии сварки взрывом используется волна детонации, генерируемая взрывом, чтобы вызвать высокоскоростное столкновение на контактной поверхности свариваемых металлических материалов. Его волна детонации может хорошо очистить поверхность свариваемого образца и, таким образом, избежать образования интерметаллических соединений.



алюминий использует пластину из алюминиевого сплава в качестве материала переходного слоя, пластину из магниевого сплава в качестве подложки и титановую пластину в качестве плакированной пластины для выполнения сварки взрывом трехслойных пластин при одноразовом композитном формовании и готовиттитановый алюминиевый магниевый сварной лист. Интерфейс соединения формы волны его интерфейса соединения анализируется с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) и энергетического спектра (EDS), а свойства композитной пластины при растяжении, сдвиге и изгибе тестируются и анализируются.



Выбранный материал подложки представляет собой пластину из магниевого сплава AZ31B, промежуточный переходный слой представляет собой пластину из алюминиевого сплава 6061 и титановую пластину TA2, а размер пластины составляет соответственно 600 мм × 300 мм × 15 мм, 650 мм × 350 мм × 1 мм и 650 мм × 350 мм × 3 мм. Перед сваркой взрывом отшлифуйте контактную поверхность пластины из магниевого сплава, пластины из алюминиевого сплава и титановой пластины, подлежащей сварке, и очистите ее абсолютным этанолом; При сварке пробные пластины располагаются параллельно и формируются одноразовой сваркой взрывом. Предустановленный зазор между основной пластиной из магниевого сплава и пластиной из алюминиевого сплава переходного слоя составляет 3 мм, а заданный зазор между пластиной из алюминиевого сплава переходного слоя и плакированной пластиной из титана составляет 1 мм.



После сварки был проведен ультразвуковой контроль.пластина из титана алюминия и магния плакированная., и СЭМ использовали для анализа морфологии области сустава, признанной хорошей при тестировании; Испытание на сдвиг при растяжении и испытание на трехточечный изгиб проводились на универсальной испытательной машине, скорость нагружения составляла 0,1 мм/мин.



(1)Плакированный лист из титана, алюминия, магния, сваренный взрывомбыл успешно подготовлен сваркой взрывом. Интерфейс соединения титан/алюминий и интерфейс соединения алюминий/магний являются волнистыми интерфейсами соединения. Среди них форма волны интерфейса соединения титан/алюминий представляет собой волнистую поверхность небольшого размера, а форма волны интерфейса соединения алюминия/магния представляет собой волнистую поверхность большого размера. В основном это связано с разными размерами столбцов пробелов.

(2) В соответствии с микроструктурой интерфейса композитной пластины на одной стороне магниевого сплава появилась полоса адиабатического сдвига, а на границе раздела алюминий/магниевый сплав появилась локальная зона плавления; Локальная зона плавления состоит из интерметаллидов, состоящих из элементов алюминия и магния.

(3) Согласно испытанию на изгиб композитной пластины, прочность и пластичность титановой пластины при растяжении лучше, чем у пластины из магниевого сплава при растяжении. Позиция перелома при изгибе композитной пластины - это расширение поверхности соединения алюминия / магния и, наконец, разрушение при сдвиге со стороны пластины из магниевого сплава.