钢铜磁脉冲接头微观组织演化机理及数值模拟

摘要

为揭示内外管径向间隙对电磁脉冲焊接头界面微观组织的内在作用机理,本文通过改变304L不锈钢与T2紫铜管的径向间隙,结合微观表征和数值模拟,深入研究微观组织演化机理。研究表明,试样界面呈现倾倒波浪状是高速碰撞引起的开尔文-亥姆霍兹界面失稳效应造成的。随着径向间隙由1.65 mm增加到2.15 mm,磁场强度峰值、碰撞速度及碰撞角度增加,界面微观组织的未结合区域增加,波浪状界面波长变大,且应力分布呈现S型。界面元素分布是局部区域高温熔化和较高温度下元素互扩散的综合作用引起的。接头形成过程包括外管上表面弧形化、外管端部的破碎化、未结合区域以及结合区域的形成四个阶段,其原因是在冲击波、反射波以及冲击波传播方向的综合叠加作用下,金属管不同部位发生了不同的塑性变形。