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電磁脈沖焊接
閱讀�6389時間�2020-12-30 16:58:49

    電磁脈沖焊接(MPW)是一種固�(tài)焊接工藝,利用磁力將兩個工件焊接在一起�焊接�(jī)理與爆炸焊接最相似。磁脈沖焊接開始�1970年代初,�(dāng)時汽車工�(yè)開始使用固態(tài)焊接。使用電磁脈沖焊接的xxx�(yōu)點是避免了脆性金屬間相的形成。因�,不同的金屬可被焊接,這不能有效地通過加入熔焊。通過磁脈沖焊�,可以在幾微秒內(nèi)完成相似和不同金屬的高質(zhì)量焊接,而無需保護(hù)氣體或焊接材��

電磁脈沖焊接的處�

    電磁脈沖焊接基于非常短的電磁脈沖�<100 ?s),該電磁脈沖是通過電容器通過低電感開�(guān)快速放電到線圈中而獲得的。具有非常高的振幅和頻率�500 kA�15 kHz)的脈沖電流會產(chǎn)生高密度磁場,從而在其中一個工件中�(chǎn)生渦�。產(chǎn)生排斥力的洛倫茲�,遠(yuǎn)�(yuǎn)超過材料屈服�(qiáng)度的高電磁壓力導(dǎo)致加速度,并且其中一個工件以高達(dá)500 m / s�1100 mph)的碰撞速度撞擊到另一部分�
    電磁脈沖焊接
    在電磁脈沖焊接過程中,由于射流和碰撞區(qū)域附近的高溫,會�(chǎn)生高塑性變形以及高剪切�(yīng)變和氧化物破壞。由于微�(jié)�(gòu)的細(xì)�、位錯單�、滑移彎�、微孿晶和局部再�(jié)晶,這導(dǎo)致固�(tài)焊接�

電磁脈沖焊接的原�

    為了獲得牢固的焊�,必須滿足以下幾個條件:
    噴射條件:與本地材料的聲速相�,碰撞必須是亞音速的,以�(chǎn)生噴��
    高壓狀�(tài):沖擊速度必須足以獲得流體動力狀�(tài),否則零件將僅卷曲或成形�
    碰撞過程中不會融合:如果壓力太高,材料可能會局部熔化并重新固化。這會�(dǎo)致焊接不牢固�
    電磁脈沖焊接與爆炸焊接之間的主要區(qū)別在�,在爆炸焊接過程�,碰撞角和速度幾乎恒定,而在電磁脈沖焊接�,它們連續(xù)變化�

電磁脈沖焊接的優(yōu)�

    允許焊接其他工藝難以解決的設(shè)計�
    高速脈沖的持續(xù)時間�10�100 ?s,xxx的時間限制是加載和卸載以及電容器的充電時��
    由于缺少易耗部件(例如電極)并且無需清潔,因此可以減少停�(jī)時間�
    適合大規(guī)模生�(chǎn):通常每年焊接1-5百萬��
    可以�(jìn)行異種金屬焊��
    焊接無熱影響區(qū)�
    無需填充材料�
    綠色過程:無�、無輻射、無需提取�(shè)備�
    保持體積和表面純��
    可以�(chǎn)生沒有保�(hù)氣體的焊縫,可用于在真空下密封零��
    接頭的機(jī)械強(qiáng)度比母材�(qiáng)�
    通過�(diào)節(jié)磁場可以獲得高精度,焊接參數(shù)可以通過電子方式更改�
    根據(jù)零件的材料和幾何形狀,可以實�(xiàn)零變��
    幾乎為零的殘余應(yīng)��
    焊接區(qū)域無腐蝕�

電磁脈沖焊接的缺�

    挑戰(zhàn)性地適用于非圓形焊縫�
    零件的幾何形狀可能必須更改以允許�(jìn)行電磁脈沖處��
    如果零件無法滑入或滑出脈沖線�,則必須�(shè)計更�(fù)雜的多零件線圈�
    如果更改材料或尺�,則可能必須重新�(shè)計脈沖線��
    脆性組件可能會因沖擊而破裂(不排除使用玻璃等材料,但必須考慮��
    可能會對零件�(nèi)部或附近存在的任何電子器件產(chǎn)生EMP效應(yīng)�
    對于小批量零�,初始投資成本可能會超過較低的每焊縫價格�

電磁脈沖焊接的數(shù)值模�

    �(jìn)行了各種�(shù)值研究,以預(yù)測MPW的界面行為和傳單的飛行行�,以確定碰撞條件。通常,撞擊之前的飛行器速度決定著界面現(xiàn)�。這是基于過程和可�(diào)過程參數(shù)而應(yīng)了解的特征參�(shù)。雖�,使用激光測速法�(jìn)行的實驗測量可以�(zhǔn)確評估飛行器的速度,(此類測量的一個示例是光子多普勒測速(PDV)),數(shù)值計算可以更好地描述傳單的時空分�。此�,MPW過程的多物理場計算考慮了通過線圈的電�,并計算出電�-�(jī)械耦合問題的物理行為。有�,這些模擬還允許包括過程中的熱效應(yīng)。還描述了用于LS-DYNA仿真�3D示例模型。還提供了過程的物理相互作用、控制方程式、拆分過程以及邊界條件和初始條件的一些詳�(xì)信息。該模型用于顯示3D計算的能力,以預(yù)測過程行�,尤其是傳單的運動學(xué)和宏觀變形�

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