電磁脈沖焊接理論與技術

目錄
第1章 電磁脈沖焊接技術的發(fā)展動態(tài) 1
1.1 電磁脈沖焊接技術簡介 1
1.1.1 電磁脈沖焊接技術的提出與發(fā)展 1
1.1.2 電磁脈沖焊接技術基本原理與特點 2
1.1.3 電磁脈沖焊接窗口 5
1.2 電磁脈沖焊接技術的研究動態(tài) 7
1.2.1 電磁脈沖焊接設備的研制 7
1.2.2 電磁脈沖焊接瞬態(tài)過程及數(shù)值模擬 8
1.2.3 電磁脈沖焊接界面結(jié)合機理 10
1.3 電磁脈沖焊接技術的應用現(xiàn)狀與前景 12
1.3.1 板狀工件電磁脈沖焊接現(xiàn)狀與前景 12
1.3.2 管狀工件電磁脈沖焊接現(xiàn)狀與前景 14
參考文獻 17
第2章 電磁脈沖焊接通用平臺 22
2.1 引言 22
2.2 脈沖電流發(fā)生器的設計 22
2.2.1 脈沖電流幅值范圍的理論計算 22
2.2.2 脈沖電流的影響因素 25
2.2.3 脈沖電流發(fā)生器電路結(jié)構(gòu) 27
2.3 充電回路與儲能模塊 29
2.3.1 充電電源選型 29
2.3.2 充電開關選型 30
2.3.3 儲能電容選型及儲能模塊 30
2.4 放電開關系統(tǒng)及其特性 32
2.4.1 放電開關選型 32
2.4.2 觸發(fā)源的研制 35
2.4.3 放電回路的導通特性 40
2.5 控制系統(tǒng)設計 47
2.5.1 控制系統(tǒng)整體設計思路 47
2.5.2 控制系統(tǒng)硬件設計 48
2.5.3 上位機程序與界面 54
2.6 電磁脈沖焊接通用平臺構(gòu)建 56
2.6.1 多功能電磁脈沖焊接操作平臺 56
2.6.2 回路構(gòu)建與板-線轉(zhuǎn)接 57
參考文獻 59
第3章 板狀工件電磁脈沖焊接驅(qū)動器 61
3.1 引言 61
3.2 Ⅰ型線圈及其焊接效果 61
3.2.1 工作原理 61
3.2.2 Ⅰ型線圈研制與工裝設計 63
3.2.3 Ⅰ型線圈焊接結(jié)果 66
3.3 雙H型線圈及其焊接效果 69
3.3.1 工作原理 69
3.3.2 雙H型線圈研制與實驗 72
3.3.3 對稱系數(shù)的影響 75
3.4 多匝盤型線圈及其焊接效果 78
3.4.1 工作原理 78
3.4.2 平板集磁器及其對電路的影響 80
3.4.3 多匝盤型線圈工裝與實驗 83
參考文獻 87
第4章 管狀工件電磁脈沖焊接驅(qū)動器 89
4.1 引言 89
4.2 單匝線圈 89
4.2.1 一體式單匝線圈 89
4.2.2 裝配式單匝線圈與集磁器 91
4.3 多匝線圈與集磁器 94
4.3.1 多匝線圈結(jié)構(gòu)及匝數(shù)影響 94
4.3.2 集磁器的影響因素 96
4.4 開合式線圈 101
4.4.1 線圈開合的構(gòu)思 101
4.4.2 電磁分析及開合式線圈設計要素 102
4.4.3 裝配開合式線圈的放電回路及測試 104
4.5 管狀工件電磁脈沖焊接實例 105
參考文獻 108
第5章 電磁脈沖焊接的電磁過程 110
5.1 引言 110
5.2 電磁脈沖焊接過程的場-路耦合仿真模型 110
5.2.1 幾何結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格剖分 110
5.2.2 場-路耦合 117
5.3 電磁脈沖焊接板狀工件的電磁過程 122
5.3.1 放電電流與磁場分布 122
5.3.2 感應渦流與洛倫茲力分布 129
5.3.3 板狀工件塑性變形及“削頂”現(xiàn)象 137
5.4 電磁脈沖焊接管狀工件的電磁過程 152
5.4.1 放電電流及磁場分布仿真結(jié)果 153
5.4.2 感應渦流及洛倫茲力分布 154
5.4.3 管狀工件塑性變形與碰撞過程 154
5.5 電磁過程的影響因素 157
5.5.1 放電電壓對電磁過程的影響 157
5.5.2 放電電流頻率對電磁過程的影響 159
5.5.3 墊片間距對電磁過程的影響 160
5.5.4 集磁器結(jié)構(gòu)與電磁調(diào)控 161
參考文獻 171
第6章 電磁脈沖焊接的結(jié)合機理 172
6.1 引言 172
6.2 結(jié)合界面的微觀形貌與組織結(jié)構(gòu) 172
6.2.1 板狀工件電磁脈沖焊接結(jié)合界面 172
6.2.2 管狀工件電磁脈沖焊接結(jié)合界面 177
6.2.3 過渡區(qū)域及其物質(zhì)組成 181
6.3 結(jié)合界面的演變過程 187
6.3.1 碰撞過程的SPH模型 187
6.3.2 結(jié)合界面的形貌與物相演變 189
6.3.3 結(jié)合界面的塑性變形 192
6.4 元素擴散行為 193
6.4.1 碰撞過程的分子動力學模型 193
6.4.2 擴散層計算及測試 194
6.4.3 元素擴散行為的影響因素 201
6.5 金屬射流形成機理與運動行為 202
6.5.1 金屬射流的形成機理及特征 202
6.5.2 金屬射流的運動行為 204
6.6 板件表面缺陷形成機理與微間隙放電 211
6.6.1 微間隙放電及其時空特征 211
6.6.2 微間隙放電致表面缺陷的形成機理 218
6.6.3 抑制微間隙放電的方法 223
參考文獻 228
第7章 電磁脈沖焊接效果的評估 230
7.1 引言 230
7.2 電磁脈沖焊接效果評估的常規(guī)破壞性方法 230
7.3 基于金屬射流狀態(tài)的電磁脈沖焊接效果評估方法 238
7.3.1 結(jié)合界面形貌與金屬射流的關系 238
7.3.2 結(jié)合界面長度與金屬射流的關系 239
7.4 基于仿真結(jié)果Vc-β軌跡*線的電磁脈沖焊接效果評估方法 241
7.4.1 焊接效果評估模型構(gòu)建 241
7.4.2 參數(shù)校正及實驗結(jié)果 245
參考文獻 249
第8章 電磁脈沖焊接工藝優(yōu)化 251
8.1 引言 251
8.2 板狀工件電磁脈沖焊接的無墊片工藝 251
8.2.1 Ⅰ型線圈電磁脈沖點焊接 251
8.2.2 盤型線圈電磁脈沖點焊接 255
8.3 長管工件漸進式焊接工藝 258
8.3.1 長管工件漸進式焊接工藝設計 258
8.3.2 長管工件漸進式焊接實驗及改進 260
8.4 疊層工件焊接工藝 264
8.4.1 疊層板狀工件電磁脈沖焊接仿真 264
8.4.2 疊層板狀工件電磁脈沖焊接影響因素 269
8.4.3 板狀工件電磁脈沖焊接接頭逐層微觀形貌 272
8.4.4 具有梯度通孔的疊層板狀工件電磁脈沖焊接 276
參考文獻 280