Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Магнитно-импульсная сварка титановых пластин: эксперимент и численное моделирование

Д. В. Лазуренко, А. Г. Анисимов, А. В. Неделько, И. А. Батаев

Аннотация


Исследовано сварное соединение из двух титановых пластин, полученное с использованием контактной схемы магнитно-импульсной сварки. Проведен структурный анализ сварного соединения с использованием методов световой микроскопии, растровой электронной микроскопии и микрорентгеноспектрального анализа. Установлено, что процессе сварки скорость соударения пластин непрерывно увеличивается от 450 до 650 м/с, что приводит к постепенному увеличению деформационных и тепловых эффектов. В зонах локального плавления на межслойной границе происходит значительное увеличение твердости. Численное моделирование с использованием метода гидродинамики сглаженных частиц адекватно воспроизводит основные особенности, характерные для магнитно-импульсной сварки, такие как образование струи и локальное плавление на межслойной границе.


Ключевые слова


магнитно-импульсная сварка; титан; микроструктура; свойства; моделирование

Полный текст:

PDF

Литература


Стрижаков Е. Л., Бацемакин М. Ю., Нескоромный С. В. Комбинированные процессы магнитно-импульсной сварки. г. Роств-на-Дону. Издательский центр ДГТУ, 2009. 123 с.

Kapil A., Sharma A. Magnetic pulse welding: an efficient and environmentally friendly multi-material joining technique // J. Clean. Prod. 2015. V. 100. P. 35 – 58.

Kastensson Å. Developing lightweight concepts in the automotive industry: taking on the environmental challenge with the SåNätt project // J. Clean. Prod. 2014. V. 66. P. 337 – 346.

Kochan A. Magnetic pulse welding shows potential for automotive applications // Assem. Autom. 2000. V. 20, Is. 2. P. 129 – 132.

Tomas B. M. C. Magnetic Pulse welding MPW. Lisbon, Portugal: Universidade Nova de Lisboa, 2010. 127 p.

Raoelison R. N., Racine D., Zhang Z. et al. Magnetic pulse welding: Interface of Al/Cu joint and investigation of intermetallic formation effect on the weld features // J. Manuf. Process. 2014. V. 16, Is. 4. P. 427 – 434.

Shotri R., Faes K., De A. Magnetic pulse welding of copper to steel tubes – Experimental investigation and process modelling // J. Manuf. Process. 2020. V. 58. P. 249 – 258.

Grajcar A., Kilarski A., Kozlowska A., Radwanski K. Microstructure evolution and mechanical stability of retained austenite in thermomechanically processed medium-Mn steel // Materials. 2019. V. 12, Is. 3. P. 501.

Lazurenko D. V., Ivannikov A. A., Anisimov A. G. et al. Joining Ti-based metallic glass and crystalline titanium by magnetic pulse welding // J. Non-Cryst. Solids. 2022. V. 597. P. 121912.

Kwee I., Psyk V., Faes K. Effect of the welding parameters on the structural and mechanical properties of aluminium and copper sheet joints by electromagnetic pulse welding // World J. Eng. Technol. 2016. V. 4, Is. 4. P. 538 – 561.

Anisimov A. G., Mali V. I. Specific features of sheet acceleration under conditions of magnetic pulse welding // Combust. Explos. Shock Waves. 2018. V. 54, Is. 1. P. 113 – 118.

Anisimov A. G., Mali V. I. Magnetic pulse welding of different metal sheets // Mater. Today Proc. 2019. V. 16. P. 151 – 155.

Lazurenko D. V., Ivannikov A. A., Anisimov A. G. et al. Structure and mechanical properties of three-layer composites obtained by magnetic pulse welding of titanium and Zr-based metallic glass // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2024. V. 132, Is. 3 – 4. P. 1883 – 1895.

Bataev I. Structure of explosively welded materials: Experimental study and numerical simulation // Met. Work. Mater. Sci. 2017, Is. 4. P. 55 – 67.

Yao Y., Chen A., Wang F. et al. Mechanical properties and joining mechanisms of magnetic pulse welding joints of additively manufactured 316L and conventional AA5052 aluminum alloy // J. Mater. Res. Technol. 2023. V. 26. P. 6146 – 6161.

Li Z., Wang X., Yang H. et al. Numerical studies on laser impact welding: Smooth particle hydrodynamics (SPH), Eulerian, and SPH-Lagrange // J. Manuf. Process. 2021. V. 68, Is. 21. P. 43 – 56.

Bataev I. A., Riabinkina P. A., Ermulaev K. et al. Uncovering the influence of mechanical properties on wave formation during high-velocity impact welding by numerical simulation // J. Mater. Process. Technol. 2024. V. 332, Is. 148. 118532.

Nassiri A., Zhang S., Lee T. et al. Numerical investigation of CP-Ti & Cu110 impact welding using smoothed particle hydrodynamics and arbitrary Lagrangian-Eulerian methods // J. Manuf. Process. 2017. V. 28, Is. 3. P. 558 – 564.

Kumar Reddy Sirigiri V., Yadav Gudiga V., Shankar Gattu U. et al. A review on Johnson Cook material model // Mater. Today Proc. 2022. V. 62, Is. 6. P. 3450 – 3456.

Deribas A. Physics of Hardening and Explosive Welding. Novosibirsk: Nauka. 1980. 188 p.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2024.12.50-56

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025