爆炸焊接金相技术和金相图谱

rockston

1 　引言

爆炸焊接金相技术是将一般的金相技术应用于爆炸复合材料的研究之中,是揭示其宏观和微观组织的一种研究方法和手段,并为制订和完善爆炸焊接工艺、检验和提高产品质量提供科学依据。

自爆炸焊接工艺问世后,通过光学显微镜首次观察到结合界面上的波形这一奇特现象,受到了焊接工艺人员和金相检验工作者的普遍关注。随后各种金相研究方法和手段迅速地被应用到该领域的深入研究之中。几十年来,为金属爆炸焊接理论的研究、建立,为爆炸复合材料的工程应用作出了很大贡献。特别是在爆炸焊接的双金属和多金属材料的金相研究中,建立了许多新的方法,在实践中解决了许多新的课题,已形成一门特殊的爆炸焊接金相技术。随着爆炸焊接技术的进一步发展,将会同时促进焊接金相技术的发展。

2 　爆炸焊接金相技术的特点

爆炸焊接金相技术是运用各种金相分析手段研究金属爆炸复合材料的工艺、组织和性能之间关系的一种技术。在研究对象、内容和方法上不完全相同于一般常规的金相分析技术,它具有如下特点:

(1) 爆炸焊接金相技术主要研究应用爆炸焊接工艺生产的双金属和多金属复合材料。

(2) 主要研究爆炸焊接复合材料基材之间结合界面的组织(形态) 、性能与工艺参数三者之间的关系。

(3) 由于研究对象是两种或两种以上的相同或不同材料的爆炸焊接件,因此往往会存在一个或多个结合面,组织情况和内部的应力情况都不尽相同,十分复杂,具有极大的分析难度。

(4) 由于组织情况复杂和分析难度大,爆炸焊接金相技术几乎涉及所有的常规金相研究的仪器和设备,或需要几种设备配合使用。除常用的普通光学显微镜外,其它如高温金相显微镜、定量金相显微镜、显微硬度计、电子探针和电子显微镜等。

3 　爆炸焊接金相样品的制备

与常规金相检验一样,爆炸焊接金相样品的制备同样是分析研究工作的基础。其制样的步骤和操作方法与单金属材料的制备方法基本相似,但有如下几个需要特别注意的事项:

(1) 取样　以复合板为例,样品通常取自于沿爆炸方向中心线稍前一点的地方,磨面长度一般不小于20mm。

(2) 预磨和抛光　这类复合材料常带有软层和硬层,因此特别是对双金属材料的预磨和抛光用力一定要均匀,避免出现斜面和台阶。

(3) 侵蚀　通常用化学侵蚀的方法来显示爆炸复合材料的内部组织。由于爆炸焊接件是由两种或两种以上金属结合在一起,故侵蚀所用的化学试剂、方法和过程与单金属往往不同。目前除少数组合外,大多需要使用两种或多种侵蚀剂分次侵蚀不同的金属层,有些金属层还难于被显示。表1～3 介绍了一些复合材料的侵蚀试剂和侵蚀方法, 以供参考。