電磁脈沖焊接理論與技術(shù)

目錄
第1章 電磁脈沖焊接技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài) 1
1.1 電磁脈沖焊接技術(shù)簡(jiǎn)介 1
1.1.1 電磁脈沖焊接技術(shù)的提出與發(fā)展 1
1.1.2 電磁脈沖焊接技術(shù)基本原理與特點(diǎn) 2
1.1.3 電磁脈沖焊接窗口 5
1.2 電磁脈沖焊接技術(shù)的研究動(dòng)態(tài) 7
1.2.1 電磁脈沖焊接設(shè)備的研制 7
1.2.2 電磁脈沖焊接瞬態(tài)過(guò)程及數(shù)值模擬 8
1.2.3 電磁脈沖焊接界面結(jié)合機(jī)理 10
1.3 電磁脈沖焊接技術(shù)的應(yīng)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(xiàn) 17
第2章 電磁脈沖焊接通用平臺(tái) 22
2.1 引言 22
2.2 脈沖電流發(fā)生器的設(shè)計(jì) 22
2.2.1 脈沖電流幅值范圍的理論計(jì)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(chǔ)能模塊 29
2.3.1 充電電源選型 29
2.3.2 充電開(kāi)關(guān)選型 30
2.3.3 儲(chǔ)能電容選型及儲(chǔ)能模塊 30
2.4 放電開(kāi)關(guān)系統(tǒng)及其特性 32
2.4.1 放電開(kāi)關(guān)選型 32
2.4.2 觸發(fā)源的研制 35
2.4.3 放電回路的導(dǎo)通特性 40
2.5 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 47
2.5.1 控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路 47
2.5.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 48
2.5.3 上位機(jī)程序與界面 54
2.6 電磁脈沖焊接通用平臺(tái)構(gòu)建 56
2.6.1 多功能電磁脈沖焊接操作平臺(tái) 56
2.6.2 回路構(gòu)建與板-線(xiàn)轉(zhuǎn)接 57
參考文獻(xiàn) 59
第3章 板狀工件電磁脈沖焊接驅(qū)動(dòng)器 61
3.1 引言 61
3.2 Ⅰ型線(xiàn)圈及其焊接效果 61
3.2.1 工作原理 61
3.2.2 Ⅰ型線(xiàn)圈研制與工裝設(shè)計(jì) 63
3.2.3 Ⅰ型線(xiàn)圈焊接結(jié)果 66
3.3 雙H型線(xiàn)圈及其焊接效果 69
3.3.1 工作原理 69
3.3.2 雙H型線(xiàn)圈研制與實(shí)驗(yàn) 72
3.3.3 對(duì)稱(chēng)系數(shù)的影響 75
3.4 多匝盤(pán)型線(xiàn)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(duì)電路的影響 80
3.4.3 多匝盤(pán)型線(xiàn)圈工裝與實(shí)驗(yàn) 83
參考文獻(xiàn) 87
第4章 管狀工件電磁脈沖焊接驅(qū)動(dòng)器 89
4.1 引言 89
4.2 單匝線(xiàn)圈 89
4.2.1 一體式單匝線(xiàn)圈 89
4.2.2 裝配式單匝線(xiàn)圈與集磁器 91
4.3 多匝線(xiàn)圈與集磁器 94
4.3.1 多匝線(xiàn)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(kāi)合式線(xiàn)圈 101
4.4.1 線(xiàn)圈開(kāi)合的構(gòu)思 101
4.4.2 電磁分析及開(kāi)合式線(xiàn)圈設(shè)計(jì)要素 102
4.4.3 裝配開(kāi)合式線(xiàn)圈的放電回路及測(cè)試 104
4.5 管狀工件電磁脈沖焊接實(shí)例 105
參考文獻(xiàn) 108
第5章 電磁脈沖焊接的電磁過(guò)程 110
5.1 引言 110
5.2 電磁脈沖焊接過(guò)程的場(chǎng)-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(chǎng)-路耦合 117
5.3 電磁脈沖焊接板狀工件的電磁過(guò)程 122
5.3.1 放電電流與磁場(chǎng)分布 122
5.3.2 感應(yīng)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(guò)程 152
5.4.1 放電電流及磁場(chǎng)分布仿真結(jié)果 153
5.4.2 感應(yīng)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(guò)程 154
5.5 電磁過(guò)程的影響因素 157
5.5.1 放電電壓對(duì)電磁過(guò)程的影響 157
5.5.2 放電電流頻率對(duì)電磁過(guò)程的影響 159
5.5.3 墊片間距對(duì)電磁過(guò)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(xiàn) 171
第6章 電磁脈沖焊接的結(jié)合機(jī)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(guò)渡區(qū)域及其物質(zhì)組成 181
6.3 結(jié)合界面的演變過(guò)程 187
6.3.1 碰撞過(guò)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?cái)U(kuò)散行為 193
6.4.1 碰撞過(guò)程的分子動(dòng)力學(xué)模型 193
6.4.2 擴(kuò)散層計(jì)算及測(cè)試 194
6.4.3 元素?cái)U(kuò)散行為的影響因素 201
6.5 金屬射流形成機(jī)理與運(yùn)動(dòng)行為 202
6.5.1 金屬射流的形成機(jī)理及特征 202
6.5.2 金屬射流的運(yùn)動(dòng)行為 204
6.6 板件表面缺陷形成機(jī)理與微間隙放電 211
6.6.1 微間隙放電及其時(shí)空特征 211
6.6.2 微間隙放電致表面缺陷的形成機(jī)理 218
6.6.3 抑制微間隙放電的方法 223
參考文獻(xiàn) 228
第7章 電磁脈沖焊接效果的評(píng)估 230
7.1 引言 230
7.2 電磁脈沖焊接效果評(píng)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(píng)估方法 238
7.3.1 結(jié)合界面形貌與金屬射流的關(guān)系 238
7.3.2 結(jié)合界面長(zhǎng)度與金屬射流的關(guān)系 239
7.4 基于仿真結(jié)果Vc-β軌跡*線(xiàn)的電磁脈沖焊接效果評(píng)估方法 241
7.4.1 焊接效果評(píng)估模型構(gòu)建 241
7.4.2 參數(shù)校正及實(shí)驗(yàn)結(jié)果 245
參考文獻(xiàn) 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(wú)墊片工藝 251
8.2.1 Ⅰ型線(xiàn)圈電磁脈沖點(diǎn)焊接 251
8.2.2 盤(pán)型線(xiàn)圈電磁脈沖點(diǎn)焊接 255
8.3 長(zhǎng)管工件漸進(jìn)式焊接工藝 258
8.3.1 長(zhǎng)管工件漸進(jìn)式焊接工藝設(shè)計(jì) 258
8.3.2 長(zhǎng)管工件漸進(jìn)式焊接實(shí)驗(yàn)及改進(jìn) 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(xiàn) 280