폭발성 용접이 있는 GR12 복합 플레이트

금속학적 관찰 그림 1은 폭발성 합성판의 접합 계면의 미세구조 사진을 보여준다. 일반적으로 폭발 용접 후 복합재 판의 인터페이스에는 직선, 물결 모양의 인터페이스 및 용융 층이 포함됩니다. 일반적으로 웨이브 본딩 인터페이스가 있는 복합재 플레이트가 더 나은 성능을 갖는다고 믿어집니다. 폭발 용접 과정에서 접합 영역의 금속은 고압 및 순간 충격 하중의 작용에 따라 다양한 정도로 변형됩니다. 그림 1(a)에서 합성판의 경계면이 명백한 파상 조합을 나타내고 폭발 방향을 따라 주기적으로 반복됨을 알 수 있습니다.

그림 1(b)는 복합판 강판의 미세구조를 보여준다. 인장 및 섬유성 소성변형은 측면의 미세조직 Grain에서 발생하며 계면 부근에서 가장 강함을 알 수 있다. 계면 결합 영역에서 매트릭스까지의 미세 구조는 미세 입자 영역, 섬유질 영역 및 원래 미세 구조 영역으로 세분할 수 있으며 미세 입자 영역의 폭은 상대적으로 좁습니다.

계면 부근의 티타늄 면에서는 Steel 면과 유사한 소성변형 특성은 보이지 않으나, 접합 계면과 약 45도 각도로 티타늄 면으로 연장되는 경사선이 존재하며, 많은 경사선이 존재한다. 그림 1(c)와 같이 단열 전단선이라고 하는 파도 마루에서. 폭발 용접 공정의 고압 순간성으로 인해 인성이 낮은 티타늄은 슬라이딩 및 트위닝 방식으로 소성 변형을 수행할 시간이 없지만 전단 방식으로만 변형될 수 있습니다. 전단점의 연속 트랙은 단열 전단선을 형성합니다. 일반적으로 단열 전단선의 생성은 재료의 충격 인성 및 폭발 하중과 관련이 있다고 여겨집니다.

폭발 용접 과정에서 금속 제트는 압력 변동으로 인해 요동하며 제트가 주기적으로 베이스 클래드 플레이트에 포획되어 그림 1(d)와 같이 독특한 와류 구조를 형성합니다. 소용돌이에 기공, 균열 및 불순물이 있을 수 있습니다. 이것은 폭발 용접 과정에서 한편으로는 용접 시간이 짧고 냉각이 매우 빠르며 관련 가스가 제 시간에 배출되지 않을 수 있기 때문입니다. 한편, 이들 기체는 강한 난기류의 작용으로 와류 내에서 폐쇄되어 배출이 어려워 기공을 형성한다. 균열의 형성은 주로 너무 빠른 냉각 속도로 인한 내부 응력 때문입니다. 불순물은 제트가 표면을 세척할 때 주로 형성됩니다. 이러한 결함은 용융 블록에만 존재하기 때문에 계면 결합에 큰 악영향을 미치지 않습니다. 베이스 플레이트 사이의 결합 면적을 증가시키고 결합 강도를 향상시키는 데 도움이 되는 와류가 존재하기 때문이기도 합니다.

이종 금속의 폭발 용접 과정에서 계면의 금속은 복잡한 열 사이클의 작용으로 계면에서 국소 용융 및 취성 상을 형성할 수 있으며, 이는 접합 강도를 감소시키고 심지어 균열을 유발할 수 있습니다. 따라서 계면에서의 상구조 조성을 분석할 필요가 있다. 그림 2는 티타늄-강철 복합 폭발판의 결합 계면 영역의 측정된 XRD 분석 곡선을 보여줍니다. 계면 결합 영역은 주로 Ti, B-Ti 및 a-Fe 기본 상 조성으로 구성되어 있음을 알 수 있습니다. 동시에 소량의 FeTi 및 Fe2Ti 금속간 화합물도 형성되었습니다. 그 이유는 계면의 국부 용융면적이 폭발용접의 냉각과정에서 용해도의 한계로 석출되거나 계면에서 T와 Fe가 서로 반응하기 때문일 것이다. 일반적으로 복합재 판의 접합면에 형성되는 취성상이 적기 때문에 이 논문의 후속 시험 및 분석 결과는 복합재 판의 기계적 특성에 큰 악영향을 미치지 않습니다.