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研究沖擊焊接原理的新方法：試驗臺的研制和改進(jìn)，實驗結(jié)果和數(shù)值
（論文部分內(nèi)容摘抄）
沖擊焊接、焊接和電磁脈沖焊接這兩種常見的焊接工藝，可能具有巨大的技術(shù)優(yōu)勢，但同時由于使用高度瞬態(tài)行為而表現(xiàn)出較差的可觀察性。開發(fā)和增強(qiáng)了一種新型的試驗臺，用于純機(jī)械地碰撞和焊接試樣。除了簡單的組裝和易于安全的操作之外，該測試平臺還允許幾乎設(shè)置關(guān)鍵的工藝參數(shù)。
介紹了試驗臺的結(jié)構(gòu)和改進(jìn)情況。開發(fā)并測試了一種用于高速成像的觸發(fā)方法。沖擊的數(shù)值模擬表明，直接在焊接區(qū)的條件是可預(yù)測的，可以精確地調(diào)整。討論了試樣的制備，以評估表面粗糙度和晶粒結(jié)構(gòu)的影響。
沖擊焊接是一種非常有前途的技術(shù)，它允許在不同金屬之間進(jìn)行固態(tài)焊接，例如鋁與鋼或鋁與銅。早期的工業(yè)工藝是焊接(EXW)，它主要用于熔覆。典型的產(chǎn)品例如是化學(xué)工業(yè)的容器，它可能需要例如材料和耐腐蝕材料的組合。幾十年后，電磁脈沖焊接技術(shù)得到了發(fā)展。它避免了使用的潛在危險，而且更容易操作。然而，由于可儲存的能量相對較少，接合面積要小得多，通常為線形。原因一方面是技術(shù)上的好處，例如不產(chǎn)生熱變形，以及可以連接不同金屬。另一方面，必要的工具和機(jī)器現(xiàn)在顯示出適合大規(guī)模生產(chǎn)的使用壽命對輕型建筑日益增長的需求可以被稱為另一個驅(qū)動因素，尤其是在運(yùn)輸部門。
用高速攝影機(jī)拍攝碰撞，以研究碰撞點(diǎn)，即結(jié)合區(qū)的形成。由于這一過程的速度非?？?，實際焊接只需要幾微秒，因此我們使用了德國/ Excelitas PCO 公司的超高速四通道分幅像增強(qiáng)器相機(jī)HSFC-PRO。它允許一個非常高的幀速率在仍然相當(dāng)大的空間分辨率。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是它**多只能使用8幀，因此不允許預(yù)觸發(fā)。因此，來自測試平臺的觸發(fā)信號必須盡可能精確和可重復(fù)，以獲得可比圖像。
開發(fā)了一種所謂的電觸發(fā)器，以允許精確的時間成像。每個轉(zhuǎn)子(鋁管及其與驅(qū)動軸的夾緊)都安裝在與驅(qū)動軸電絕緣的裝置上，從而與電動機(jī)和試驗臺的框架電絕緣。然后向其中一個轉(zhuǎn)子施加電壓，而另一個轉(zhuǎn)子接地。試件之間的碰撞就像一種(瞬時)開關(guān)。觸發(fā)電壓分接在串聯(lián)連接的高歐姆電阻器上。
這一結(jié)果是支持顯微硬度測量約10-20微米的邊緣和10mN的負(fù)載。母材的平均硬度為44 HV。電火花加工表面的平均硬度約為42.7HV，機(jī)械變形表面的平均軟度為59.3HV。由此得出結(jié)論:硬度對焊縫形成有很強(qiáng)的影響，甚至可能大于表面粗糙度的影響。
如圖顯示了沖擊期間測量的電壓信號和隨后從該脈沖生成的觸發(fā)器輸出信號(TTL)的電壓與時間的關(guān)系。
德國Excelitas PCO 公司的四通道分幅像增強(qiáng)器相機(jī)升級型號pco.dicam C4，具備高分辨率、高感光度、快速幀重復(fù)率、精確捕捉超快速過程的優(yōu)點(diǎn)，將可實現(xiàn)高效的單光子檢測，為實驗提供強(qiáng)而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。
廣州市元奧儀器有限公司作德國Excelitas PCO 公司的分幅相機(jī),像增強(qiáng)器相機(jī)在中國的代理商之一，為客戶提供各種成像系統(tǒng)解決方案，如對相關(guān)產(chǎn)品感到興趣，歡迎隨時聯(lián)系交流！
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