แผ่นหุ้มรอยเชื่อมไทเทเนียมอลูมิเนียมแมกนีเซียมระเบิด

May 15, 2023

แมกนีเซียมและแมกนีเซียมอัลลอยด์เป็นวัสดุโครงสร้างโลหะที่เบาที่สุดในการใช้งานด้านวิศวกรรมในปัจจุบัน โดยมีความถ่วงจำเพาะ 1.74 ก./ซม.3 อลูมิเนียมประมาณ 2/3 และไททาเนียม 1/3 มีความแข็งแรงจำเพาะสูงและความแข็งจำเพาะเหนือกว่าอะลูมิเนียมและไททาเนียม และรีไซเคิลได้ดีเยี่ยม พวกเขากลายเป็นวัสดุวิศวกรรมโลหะที่ใหญ่เป็นอันดับสามรองจากวัสดุเหล็กและอลูมิเนียม เป็นวัสดุป้องกันสิ่งแวดล้อมและโครงสร้างประหยัดพลังงานที่มีศักยภาพในการพัฒนาในศตวรรษที่ 21 ในอุตสาหกรรมยานยนต์ สาขาการบินและอวกาศนำเสนอโอกาสในการใช้งานในวงกว้าง อย่างไรก็ตาม การพัฒนาโลหะผสมแมกนีเซียมถูกจำกัดอย่างมากเนื่องจากความเป็นพลาสติกที่อุณหภูมิห้องต่ำและความต้านทานการกัดกร่อนต่ำแผ่นหุ้มรอยเชื่อมไทเทเนียมอลูมิเนียมแมกนีเซียมระเบิดผลิตโดยอลูมิเนียมซึ่งใช้ไททาเนียมเป็นแผ่นคอมโพสิตที่มีความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และแมกนีเซียมอัลลอยด์เป็นพื้นผิว สามารถใช้ประโยชน์จากแผ่นไทเทเนียมและแผ่นแมกนีเซียมอัลลอยด์ได้อย่างเต็มที่ เพื่อขยายขอบเขตการใช้งานของโลหะผสมแมกนีเซียม



ในปัจจุบัน เทคโนโลยีการเชื่อมต่อที่ใช้กับฐานแมกนีเซียม เช่น แผ่นคอมโพสิต ได้แก่ การเชื่อมแบบกระจาย การรีดร้อน การกลิ้งสะสม การเชื่อมแบบระเบิด การเชื่อมแบบกวนด้วยแรงเสียดทาน เป็นต้น โดยพบว่าเมื่อใช้อุณหภูมิสูงหรือการเชื่อมแบบฟิวชัน สารประกอบระหว่างโลหะของแมกนีเซียมอะลูมิเนียมจะ ย่อมปรากฏที่ส่วนเชื่อมประสานของการเชื่อมต่อโลหะผสมแมกนีเซียม / อลูมิเนียม เทคโนโลยีการเชื่อมแบบระเบิดใช้คลื่นระเบิดที่เกิดจากการระเบิดเพื่อทำให้เกิดการชนด้วยความเร็วสูงบนพื้นผิวสัมผัสของวัสดุโลหะที่จะเชื่อม คลื่นระเบิดของมันสามารถทำความสะอาดพื้นผิวของตัวอย่างที่จะเชื่อมได้เป็นอย่างดี และดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงการผลิตสารประกอบระหว่างโลหะ



อลูมิเนียมใช้แผ่นโลหะผสมอลูมิเนียมเป็นวัสดุชั้นเปลี่ยนผ่าน แผ่นโลหะผสมแมกนีเซียมเป็นพื้นผิว และแผ่นไทเทเนียมเป็นแผ่นหุ้มเพื่อทำการเชื่อมระเบิดของแผ่นสามชั้นในการขึ้นรูปคอมโพสิตเพียงครั้งเดียว และเตรียมแผ่นเชื่อมระเบิดไทเทเนียมอลูมิเนียมแมกนีเซียม. ส่วนต่อประสานรูปคลื่นของส่วนต่อประสานร่วมได้รับการวิเคราะห์โดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) และสเปกตรัมพลังงาน (EDS) และทดสอบและวิเคราะห์คุณสมบัติแรงเฉือนและแรงดัดของแผ่นคอมโพสิต



วัสดุพื้นผิวที่เลือกคือแผ่นโลหะผสมแมกนีเซียม AZ31B ชั้นการเปลี่ยนระดับกลางคือแผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 และแผ่นไทเทเนียม TA2 และขนาดแผ่นคือ 600 มม. ตามลำดับ × 300 มม. × 15 มม.，650 มม. × 350 มม. × 1 มม. และ 650 มม. × 350 มม. × 3 มม. ก่อนการเชื่อมแบบระเบิด ให้บดผิวสัมผัสของแผ่นแมกนีเซียมอัลลอยด์ แผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ และแผ่นไททาเนียมที่จะเชื่อมและทำความสะอาดด้วยเอธานอลสัมบูรณ์ เมื่อทำการเชื่อม แผ่นทดสอบจะถูกวางขนานกันและเกิดขึ้นจากการเชื่อมแบบระเบิดครั้งเดียว ช่องว่างที่ตั้งไว้ล่วงหน้าระหว่างแผ่นโลหะผสมแมกนีเซียมฐานและแผ่นโลหะผสมอลูมิเนียมทรานซิชันคือ 3 มม. และช่องว่างที่ตั้งไว้ล่วงหน้าระหว่างแผ่นโลหะผสมอะลูมิเนียมในชั้นทรานซิชันและแผ่นไทเทเนียมหุ้มคือ 1 มม.



หลังจากการเชื่อม ได้ทำการทดสอบอัลตราโซนิกต่อไปแผ่นหุ้มไทเทเนียมอลูมิเนียมแมกนีเซียม. และใช้ SEM ในการวิเคราะห์ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของบริเวณข้อต่อที่พิจารณาว่าดีโดยการทดสอบ การทดสอบแรงดึงเฉือนและการทดสอบการดัดงอแบบสามจุดดำเนินการบนเครื่องทดสอบสากล และอัตราการโหลดเท่ากับ 0.1 มม./นาที



(1)แผ่นหุ้มรอยเชื่อมไททาเนียมอลูมิเนียมแมกนีเซียมระเบิดเตรียมสำเร็จด้วยการเชื่อมระเบิด ทั้งส่วนต่อประสานไทเทเนียม / อลูมิเนียมและส่วนต่อประสานอลูมิเนียม / แมกนีเซียมเป็นส่วนต่อประสานที่เป็นคลื่น ในหมู่พวกเขา รูปคลื่นของอินเทอร์เฟซพันธะไทเทเนียม / อลูมิเนียมเป็นอินเทอร์เฟซแบบหยักขนาดเล็ก และรูปคลื่นของอินเทอร์เฟซพันธะอะลูมิเนียม / แมกนีเซียมเป็นอินเทอร์เฟซแบบหยักขนาดใหญ่ สาเหตุหลักมาจากขนาดของคอลัมน์ช่องว่างที่แตกต่างกัน

(2) ตามโครงสร้างจุลภาคของอินเทอร์เฟซแผ่นคอมโพสิต โครงสร้างวงเฉือนอะเดียแบติกปรากฏที่ด้านหนึ่งของโลหะผสมแมกนีเซียม และโซนหลอมเหลวเฉพาะที่ปรากฏขึ้นที่อินเทอร์เฟซโลหะผสมอลูมิเนียม / แมกนีเซียม โซนหลอมเหลวเฉพาะที่ประกอบด้วยสารระหว่างโลหะที่ประกอบด้วยธาตุอะลูมิเนียมและแมกนีเซียม

(3) จากการทดสอบการดัดของแผ่นคอมโพสิต ความแข็งแรงและความเป็นพลาสติกของแผ่นไททาเนียมภายใต้แรงดึงนั้นดีกว่าแผ่นโลหะผสมแมกนีเซียมภายใต้แรงดึง ตำแหน่งการหักงอของแผ่นคอมโพสิตคือการขยายตัวของส่วนต่อประสานอลูมิเนียม / แมกนีเซียม และในที่สุดความล้มเหลวของการแตกหักด้วยแรงเฉือนจากด้านแผ่นโลหะผสมแมกนีเซียม