爆炸焊接下限原理与双立法_史长根_9787502470876

第一章概述主要阐述和总结了爆炸焊接基本装置和工艺参数、回顾和分析了历史现状和技术发展、提炼和提出了关键技术和存在问题等等，以使读者对爆炸焊接技术建立整体认识和把握并明晰本书内容的重要理论意义和实践价值。第二章爆炸焊接三种结合界面从金属复合材料界面微观测试入手，研究界面波形、爆炸载荷、结合质量三者之间定性和定量关系，继而探讨界面波整体分布规律。发现适合工业应用的复合板其结合界面可区分为微波状、小波状、大波状三种；并指出“微小波状”界面是最佳的结合界面；给出了以界面波形特征评价焊合质量的准则和方法；进而考察和测试了整个复合板界面波的分布规律及其与装药参数之间的关系，得到了提高复合板质量均匀性的技术途径。第三章爆炸焊接固相结合机理基于第二章三种结合界面理论和界面波整体分布规律，通过高速摄影测试和界面微观特征分析，论述了爆炸焊接结合和成波机理等目前尚存在分歧的关键问题。根据微观测试分析，首先论证了爆炸焊接界面的成因既不应该用熔化焊也不宜用扩散焊的机理来解释，继而发现并指出爆炸焊接是一种特殊的压力焊接。依据炸药爆轰规律，仔细深入研究了炸药爆轰荷载与界面波之间的关系，提出了爆炸焊接界面波的波状荷载压嵌的新机理。从而为爆炸焊接装药取下限以提高复合板质量和寿命提供了理论依据和指明了方向。第二篇爆炸焊接下限式爆炸焊接技术的工业应用实际上是“爆炸力学”、“金属材料”、“界面物理”等各个学科技术的综合创新，即集成式创新。当然，爆炸焊接装药参数和工艺技术不断优化和完善，即优化式创新，则不仅依赖于对爆炸焊接界面结合机理的深刻认识和本质把握，还取决于对优化式创新的思维和方法的正确理解。本部分旨在用物理学普遍规律即“最小作用量原理”（即下限式）指引人们逐步使爆炸焊接装药工艺和参数达到最优，最终使爆炸焊接综合效益达到最佳。第四章装药厚度下限法则根据爆炸焊接最小作用量的分析和确定，构建爆炸焊接窗口法则和下限法则，指出选取“可焊性窗口”下限装药厚度可使界面微观综合质量达到最佳，并运用“爆炸荷载产生的弯矩必须大于复板材料动态屈服极限时产生的弯矩”这一准则而得到爆炸焊接装药厚度下限解析解。此即爆炸焊接装药厚度下限法则。第五章两板间隙上限法则分析爆炸焊接两板间隙、复板运动规律和界面焊接质量之间三者关系，并运用最小作用量原理，指出两板间隙应取上限从而得到上限间隙的解析解并试验验证。此为爆炸焊接下限式在两板间隙参数方面的具体反映。第六章最低临界爆速炸药以解决大面积薄板、硬脆材料、稀贵金属以及双立爆炸焊接方法等装药的均匀性、精确性以及焊接质量优质性等问题，试验获得最低临界爆速炸药不仅对于充分利用爆炸焊接装药的能量而且对于简化爆炸焊接装药工艺都具有十分重要的意义，也是最小作用量原理在爆炸焊接技术中的综合应用。第三篇双立爆炸法即使爆炸焊接工艺参数达到最佳，现行平行爆炸焊接技术所固有的能量利用率低（约30%）而且由上方耗散的爆炸冲击波对周围环境造成了巨大的影响，不可避免限制了爆炸焊接技术的大规模化持续发展。双立爆炸法的发明既使爆炸焊接技术的能量利用率提高了2/3，同时又大大削减了爆炸冲击波对周围环境的影响。双立爆炸新方法是一种本原式创新，它将促进爆炸焊接和金属复合材料技术大规模化发展。第七章双立爆炸焊接爆轰作用机理双立式爆炸焊接是一种新型的爆炸焊接方法，其基复板材料、炸药等装药工艺结构与平行法相比具有明显区别，目前的平行法爆炸焊接爆轰理论体系已不能直接应用于双立式爆炸焊接中。因此，本章将通过分析双立式爆炸焊接的装药工艺结构及爆轰作用过程，研究双立式爆炸焊接的爆轰驱动特点和复板运动规律，从而建立起适用于双立式爆炸焊接的可焊性窗口和工艺参数体系。第八章双立爆炸焊接防护结构及计算模拟利用目前先进的显性动力仿真分析ANSYS/LS-DYNA程序，建立合理的三维有限元模型，模拟双立爆炸法中封闭式装药条件下复板的高速运动及其与基板的碰撞过程，得到基复板的运动速度、位移和应力应变参数；模拟碰撞后复合板的运动过程，为双立爆炸法防护装置的设计以及试验研究提供依据；将数值模拟结果与理论计算进行对比分析，对实现双立爆炸法工艺参数优化的选择提供重要的指导和依据。将对提高双立爆炸法工艺参数设置准确性和试验安全性均具有重要意义。第九章双立爆炸焊接试验和界面性能根据上述的综合试验方案，本章将根据上述理论分析和数值模拟的结果，在合理设置双立式爆炸焊接工艺参数的条件下，结合双立式爆炸焊接复合板侧向飞散的特点，在复合板防护机理分析的基础上，对双立式爆炸焊接的防护装置进行优化设计，并通过铜/钢、不锈钢/钢等双立复合板的界面形貌、组织特征和综合力学性能等进行对比分析和研究。

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