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1、磁脉冲焊接实验报告11010226 郝克林1. 描述实验设备组成，简述磁脉冲焊接的原理。 答：实验设备由脉冲电容器组和电磁感应线圈等组成。磁脉冲焊接技术本质上是一种塑性变形连接技术，其基本原理是：磁脉冲焊 接接头是两待焊金属之间高速碰撞的结果。脉冲电容器组放电时, 线圈流过的高 频衰减振荡电流产生瞬态变化的强磁场 , 与连接外管件的感应电流作用产生作 用于其上的脉冲磁场力。在该磁场力作用下, 使连接件向被连接件高速运动并与 之猛烈撞击。在两金属接触面的先撞击点上产生射流以及高应变速率的金属塑性 流动。该射流冲刷或清除了两金属工件待复合面的氧化层和吸附层, 使两洁净金 属表面在高压下紧密结合而形
2、成金属键接。随着变形过程的进行, 金属键合面积 逐步扩大到整个连接表面, 实现两金属工件之间的连接。2. 实验过程描述，记录焊接工艺参数及过程。 答：首先用酒精擦拭待焊工件的表面，之后将内层工件和外层工件一同放入特制 的工作线圈中固定，并保持一定间隙互不接触。打开磁脉冲发生器，调节电压至 实验所需值。手拿控制板并远离机器至两米外，按下放电开关，电压逐步上升。 当升至或超过设定值时，伴随着一声响声，在微秒级别时间内完成磁脉冲焊接。 焊接工艺参数：玻璃钢与铝之间的磁脉冲焊接，充电电压为5.5kV，焊件间距为 1.5mm。3. 上网查阅搜集近年有关的最新资料，限 200字。 答：国内：哈工大于海平、
3、李春峰等开始了对此新技术的关注并进行了相应研究 工作，标明 Al-Cu 的磁脉冲焊接接头存在发亮的、波动的过渡区域，最宽处达 20“m。并指出过渡层是局部融化及快速凝固造成的，且二者导致过渡层显微硬 度显著增加。此外，利用集磁器对 AA2024-T3 钢质终端部件进行磁脉冲焊接。国外：目前，世界有两家公司致力于磁脉冲焊接设备及工艺的研究，以色列 的 Pulsar 是一家专门生产磁脉冲焊接装置的企业，在相关设备和线圈的研制与开 发方面做了大量工作，已开发了放电能量5lOOkJ、电压625kV、频率高达 100kHz、充电速率5kJ/s的系列成形与焊接设备。美国的Dana公司首先将MPW 技术用于
4、汽车传动轴的焊接，并成功地进行了较大口径（120mm左右）的管件 的焊接。美国俄亥俄州的爱迪生焊接研究所对这种先进的磁脉冲焊接技术进行了 深入的研究，并都指出磁脉冲焊接工艺对促进结构多功能化及轻量化具有重要作 用。4. 磁脉冲焊接与摩擦焊接是如何克服连接的难点实现固相连接的？ 答：磁脉冲焊接：当强大的放电电流通过线圈时，在导电的工件中感应产生涡流， 两磁力相互推斥形成压力，并使其中一个工件加速向另一工件运动达到接合位 置。两磁场所产生的强大推力与放电电流的平方成正比，工件间高速撞击压力使 接触面金属超过材料的屈服强度而处于塑性状态，如果焊接规范即工件运动速 度，撞击点角度和撞击点速度）正确，则表面层在撞击点发生挤出并焊接起来。摩擦焊接：在压力的作用下，相对运动的待焊材料之间产生摩擦，使界面及 其附近温度升高并达到热塑性状态，随着顶锻力的作用界面氧化膜破碎，材料发 生塑性变形与流动，通过界面元素扩散及再结晶冶金反应而形成接头。5. 磁脉冲焊接与爆炸焊接的区别。 答：二者的原理有所不同。爆炸焊接是以炸药作为能源，利用爆炸时产生的冲击 力，使焊件发生剧烈碰撞、塑性变形、熔化以及原子间相互扩散，从而实现连接 的一种压焊方法。而磁脉冲焊接利用的是脉冲磁场力。 此外，爆炸焊需要复杂的准备过程，不适合于大规模的自动化生产线制造。 而磁脉冲焊接能够很好地解决这一问题。
