مقايسه ي فصل مشترك جوشكاري انفجاري فولاد14 St/ برنج 90Ms با فصل مشترك پيش بيني شده به كمك پنجره جوشكاري

‍A Comparison of the Explosive Welding Interface of Steel St14/Brass Ms90 with the One Predicted the Explosive Welding Window

جوشكاري انفجاري يك فرآيند حالت جامد بوده كه در آن اتصال در اثر برخورد مايل شديد دو قطعه تحت انفجار كنترل شده، ايجاد مي گردد. در اين تحقيق، صفحات برنج 90Ms به فولاد14 St به صورت آرايش موازي و تحت فاصله هاي توقف متفاوت بر اساس پارامترهاي اتخاذ شده درمحدوده پنجره ي جوشكاري انفجاري آنها، با يكديگر اتصال داده شده اند. از لحاظ عملي، عوامل مختلفي مانند فاصله توقف، نوع و مقدار ماده ي منفجره، زاويه ي قرارگيري صفحات و...بر روي اتصال قابل قبول تاثير دارند. اما همه ي اين عوامل را مي توان تحت عنوان دو پارامتر كلي زاويه ي ديناميكي برخورد و سرعت برخورد جمع بندي كرد. بنابراين در نمودار سرعت برخورد برحسب زاويه ي ديناميكي برخورد، محدوده اي كه تحت عنوان پنجره ي جوشكاري شناخته مي شود، مشخص كننده ي محدوده ي اتصال قابل قبول مي باشد. اهميت پنجره ي جوشكاري مي تواند در تعيين پارامترهاي عملياتي بهينه قبل از انجام عمليات و صرفه جويي در زمان و هزينه باشد. در اين مقاله با توجه به روابط قابل قبول، پنجره ي جوشكاري مناسبي براي اتصال ورق هاي برنج 90Ms و فولاد14 St رسم شد و سپس سطح مقطع اتصالات به وسيله ي ميكروسكوپ نوري مورد بررسي قرار گرفت. نتايج متالوگرافي نشان داد كه با افزايش خرج انفجاري، فصل مشترك اتصال از حالت تخت به موجي تغيير شكل يافته و همچنين دانه هاي نزديك به فصل مشترك در جهت انفجار و در دو سمت اتصال كشيده مي شوند. اين امر با افزايش خرج انفجاري تشديد يافته و تا عمق بيشتري در هر دو قطعه نفوذ مي كنند. همچنين در اين پژوهش، شبيه سازي فرآيند جوشكاري انفجاري با استفاده از نرم افزار آباكوس 7/6، انجام گرفت ومقادير فشار در منطقه ي برخورد براي تمامي آزمايش ها محاسبه شدند.

Explosive welding is a solid state process in which bond is produced by a high oblique impact of two plates with the controlled explosive charge. In this paper, the explosive welding of Ms90 brass flyer plate with the St14 steel base plate are considered by using the parallel set up geometry. From the practical viewpoint, various parameters such the stand-off distance, dynamic angle, type and amount of charge, etc. influence the quality of the welds. However, all of these parameters can be summarized as the parameters of dynamic angle and welding speed. There is a region in this diagram, known as welding window, which determines the acceptable bonding region. The welding window is important in determining the optimum welding parameters before performing any practical application reducing the time and cost. In this contribution, the welding window of Ms 90 brass and St 14 steel is drawn using the existent equations and the shapes of the interface of the various tests were analyzed by optical microscope. The micrographs show that the shape of the interface changes from straight to wavy interface and the grains located close to the interface are elongated along the explosive direction. Grains are more elongated along the explosive direction with the explosive charge. The depth of interface microstructure increases with the explosive charge. In this study, the simulation of explosive welding process was carried using the ABAQUS finite element software and the pressure distributions at the collision zones were obtained for all experiments.