摘要：由于铜/钢的物化参数相差较大,熔钎焊时存在接头脆性、应力集中等问题,本研究借助新型电磁脉冲焊接技术,通过设计锥度或台阶形式的搭接方法,获得了铜/钢焊接接头,并借助界面微观SEM、EDS观察及显微硬度测试,分析不同搭接形式下的接头连接特征。结果表明:直接搭接时界面波形较差,有少量孔隙;台阶搭接时界面波形较大,但是,波形界面存在前后漩涡,且有“熔合区”;锥度搭接时界面为近似均波连接特征。当采用锥度结构设计时,波状界面的扩散区宽度为5μm,两种材料结合相对紧密。界面塑性变形、元素扩散程度决定界面硬度分布,采用锥度搭接设计时金属粒子流能够飞出界面,产生的塑性变形相对较小,其硬度过渡平缓,有利于冶金结合。

摘要：为了研究电磁脉冲焊接技术在电力电缆接头焊接领域的应用,设计了一套能够用于不同型号电缆接头焊接的电磁脉冲焊接装置,该装置包括大电流脉冲发生器、焊接线圈及系统控制模块。大电流脉冲发生器由6个并联的脉冲发生模块组成,每个模块包括4个并联电容器与1个触发真空开关,可根据不同的焊接需求调整模块工作电压与数量从而输出不同参数的电流脉冲。此外,为减小回路杂散参数对脉冲电流峰值的影响,提高焊接效果,设计了低阻抗同轴电缆与具有集磁器功能的焊接线圈。结合焊接装置结构和理论与仿真计算参数,最终研制出了电磁脉冲焊接装置样机,该装置工作电压可达15kV,峰值电流为600kA,能够成功完成电缆接头的焊接。

摘要：电磁脉冲焊接是一种环保、便捷的固态焊接技术,在异种金属焊接中具有广阔的应用前景。作为主要部件的焊接线圈,其结构是影响焊接质量的关键因素之一。该文针对常用的H型焊接线圈,建立了铜板-铝板电磁脉冲焊接的有限元仿真分析模型,该模型耦合了电路模块、磁场模块及固体力学模块,计算焊接过程中放电回路的电流、磁场的分布情况、工件上的涡流及所受洛伦兹力、工件变形的速度和位移,同时结合焊接窗口理论对采用三种典型截面结构H型线圈(5-5H,2.5-5H,7.5-5H)进行电磁脉冲焊接时工件的碰撞过程和焊接效果进行对比分析。结果表明,线圈截面结构不同,会引起铜板、铝板的位移和形变区域的改变,从而使碰撞角度、碰撞速度、碰撞前端点移动速度及其变化产生差异。相同焊接能量下,2.5-5H、5-5H、7.5-5H型线圈的碰撞角度和碰撞前端点移动速度在焊接窗口范围内的时间长度分别为0.5μs,0.5μs和0.65μs,对应的焊缝长度分别为1.015 0mm,1.202 6mm和1.440 7mm。由此可见,对于H型线圈,在一定范围内,铜板侧线圈较铝板侧越宽,越有利于实现焊接。该文研究可为H型焊接线圈的设计提供参考。

摘要：电磁脉冲焊接技术在异种金属连接领域展现出广阔的应用前景,集磁器是电磁脉冲焊接系统中的重要组件,可以增强焊接区域局部磁场,改善电磁力分布,提高电磁能量利用率。该文以与多匝线圈配合使用的平板集磁器为研究对象,探究平板集磁器结构与集磁效果的对应关系,分析集磁器缝隙面夹角α对涡流分布的影响规律,提出漏电流和有效电流,并基于电路-磁场耦合的仿真模型计算集磁器的电流幅值及其有效电流比例,采用不同结构特征(锐角、直角和钝角)的集磁器开展铜板与铝板的电磁脉冲焊接实验。结果表明:集磁器缝隙面涡流流向存在分叉现象,根据电流作用于焊接与否,可将其分为有效电流和漏电流两部分,集磁器的上孔直径通过影响有效电流比例改变集磁效果。随着上孔直径增大,集磁器感应产生的总电流降低,但集磁器缝隙面夹角α同时也下降,有效电流比例会提高,所以集磁效果先升后降;当α为锐角时,有利于提高集磁效果,且当α为45°时,集磁效果最佳。相同电压下,采用锐角集磁器所获得的焊接样品抗拉强度最高,直角集磁器次之,钝角集磁器最低。该文可为电磁脉冲焊接系统中集磁器的设计提供实验依据和科学支撑。