1060Al/SS304 板材铝箔气化焊接界面形成过程数值模拟

范治松，王启程，黄佳成，刘大海，邓将华

（1.福州大学 机械工程及自动化学院，福州 350116；2.南昌航空大学 航空制造工程学院，南昌 330063）

随着航空航天、汽车制造等领域的不断发展，轻量化制造的问题越来越显著[1—3]。使用轻质合金（比如铝合金、镁合金等）在解决轻量化问题的同时也带来了异种金属材料的连接问题。采用熔焊方法容易在焊接界面产生硬脆的金属间化合物，大幅度降低异种金属连接件的力学性能[4—7]。金属箔气化焊接（Vaporizing foil actuator welding，VFAW）是一种利用金属箔（比如铝箔）瞬间通过大电流发生气化，进而产生高速冲击使连接件发生碰撞，形成冶金连接的工艺。当铝箔作为金属箔时，也称为铝箔气化焊接。与爆炸焊接、磁脉冲焊接、激光冲击焊接类似，铝箔气化焊接亦属于一种固相焊接方法，它能够极大地减小结合区域内的热影响区，减少金属间化合物的产生，得到的焊接接头强度较高[8]。

目前，在金属箔气化焊接理论分析方面，CAI等[9]建立了用于预测铝箔气化引起的冲击压力幅值的数学模型，并进行了不同电容充电能量和聚氨酯板厚度下的冲击压力脉冲的测量，该模型得到的冲击压力幅值和工艺参数之间的单调关系与实验测量结果拟合得较为精准，计算值和测量值之间的误差低于10%。VIVEK 等[10]以铝箔气化之前沉积的电能作为输入参数，建立了估算飞板速度的分析模型。研究表明，该模型可预测飞板获得速度的最大值，并且对于较薄的铝箔效果更好。HAHN 等[11]提出了计算瞬态飞片速度的分析模型，其计算值和实验测量值之间的总体平均偏差约为11%。……