تأثیر خواص فیزیکی و مکانیکی صفحات پایه و پرنده در شکل فصل مشترک جوش‌های انفجاری

محورهای موضوعی : شکل دهی فلزات

حمید بختیاری ^{1 *} , محمدرضا خانزاده ^{2 *}

1 - دکترا، پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده سرامیک، کرج، ایران.
2 - دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، واحد مبارکه، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران.

تاریخ دریافت : 1403/04/30 تاریخ پذیرش : 1403/06/23 تاریخ انتشار : 1404/04/17

کلید واژه: جوشکاری انفجاری, شکل فصل مشترک, IMP, WIF,

چکیده مقاله :

این مطالعه تأثیر خواص فیزیکی و مکانیکی بر ریزساختار و جوش‌پذیری جوشکاری انفجاری را بررسی می‌کند. جوش‌پذیری جفت‌های فلزی غیرمشابه عمدتاً توسط ارتباط بین خواص فیزیکی مواد پایه تعیین می‌شود، نه قدرمطلق یک ویژگی ماده خاص. در مواردی که تفاوت قابل‌توجهی در هدایت حرارتی بین صفحه پرنده و صفحه پایه وجود دارد، همراه با ماده‌ای که دمای ذوب پایینی را نشان می‌دهد، جوش‌پذیری با محدودیت روبرو می‌شود. در جفت‌های فلزی مورد بررسی، مشاهده شد که شکل امواج در طول فرایند جوشکاری زمانی که نسبت بین چگالی صفحه پرنده و صفحه پایه کوچک‌تر باشد، موجی‌تر است. همچنین هنگامی که نسبت بین دمای ذوب صفحه پرنده و صفحه پایه کوچک‌تر بود امواج موجی شکل مشاهده شد.

چکیده انگلیسی:

This study examines the influence of physical and mechanical properties on the microstructure and weldability of explosive welding, specifically in the context of joining two metals with contrasting thermophysical properties. The weldability of dissimilar metal pairs is found to be primarily determined by the relationship between the physical properties of the base materials, rather than the absolute value of a specific material property. In cases where there is a notable disparity in thermal conductivity between the flyer and the base plate, coupled with a material exhibiting a low melting temperature, the weldability of the pair tends to be compromised. During the analysis of the metal pairs, it was noticed that the wave pattern formed during the welding process becomes more undulating when the density ratio between the flying plate and the base plate decreases. A similar observation was made regarding the melting temperature ratio: when the ratio between the melting temperature of the flying plate and the base plate is lower, wavy waves are observed.

منابع و مأخذ:

[1] C. G. Shi, W. A. N. G. L. S. Yu, Zhao, H. B. Hou & Y. H. Ge, "Detonation mechanism in double vertical explosive welding of stainless steel/steel", Journal of Iron and Steel Research, International, vol. 22, pp. 949-953, 2015.

[2] D. Ji & G. Wei, "MD Simulation of diffusion behaviors in collision welding processes of Al-Cu, Al-Al, Cu-Cu", Computers, Materials & Continua, vol. 79, 2024.

[3] P. Kumar, M. Singh, S. Saravanan, S. Kumari, S. K. Ghosh, J. D. Barma, R. B. Meitei & A. Biswas, "Study of explosive welding of Al 5052 and Al 1100 with stainless steel wire mesh interlayer", Materials Today: Proceedings, 2023.

[4] ح. بختیاری، م. ر. خانزاده قره شیران و س. ع. ا. اکبری موسوی، "تأثير عمليات حرارتي بر روي ريزساختار، سختي و استحكام فصل مشترك جوش انفجاري فولاد زنگ نزن 321 به آلومينيم 1230‎" مجله علمی پژوهشی فرآيندهاي نوين در مهندسي مواد، دوره 9، شماره 4، ص 27-41‎، 1393.

[5] D. Rozumek & G. Kwiatkowski, "The influence of heat treatment parameters on the cracks growth under cyclic bending in St-Ti clad obtained by explosive welding", Metals, vol. 9, pp. 338-352, 2019.

[6] I. Kwiecien, P. Bobrowski, M. Janusz-Skuza, A. Wierzbicka-Miernik, A. Tarasek, Z. Szulc & J. Wojewoda-Budka, "Interface characterization of ni/al bimetallic explosively welded plate manufactured with application of exceptionally high detonation speed", Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 29, pp. 6286-6294, 2020.

[7] ع. ابراهیمی اکبرآبادی، ع. سعادت، م. ر. خانزاده و ح. بختیاری "بررسی تأثیر عملیات حرارتی پس از جوشکاری بر خواص خوردگی فصل مشترک اتصال انفجاری ورق‌های Cu/SS 304" مجله فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 17، شماره 4، ص 51-65، 1402.

[8] A. Rouzbeh, M. Sedighi & R. Hashemi, "Comparison between explosive welding and roll-bonding processes of AA1050/Mg AZ31B bilayer composite sheets considering microstructure and mechanical properties", Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 29, pp. 6322-6332, 2020.

[9] V. Korzhyk, Y. Zhang, V. Khaskin, O. Ganushchak, V. Kostin, V. Kvasnytskyi, A. Perepichay & A. Grynyuk, "Features of intermetallic formation in the solid phase on a steel–titanium bimetal interface under the conditions of arc welding", Metals, vol. 13, pp. 1338-1347, 2023.

[10] J. Yuan, F. Shao, L. Bai, H. Zhang, Q. Xu, L. Gao & Y. Pan, "Interface investigation of Ti/Al Explosively Welded Composites with 1060 interlayer: morphology, formation, and development", Composite Interfaces, vol. 32, pp. 201-222, 2023.

[11] م. ر. خانزاده، ا. اکرامی و ح. عربی،" مقاله بررسی تأثیر فاصله توقف بر مورفولوژی و خواص مکانیکی فصل مشترک اتصال انفجاری صفحات سه لایه ضخیم AlMg5 -Al-Steel " مجله علمی پژوهشی فرآيندهاي نوين در مهندسي مواد، دوره 9، شماره 3، ص 1-11‎، 1394.


[12] S. Saravanan "An experimental investigation on the explosive plugging of similar and dissimilar steel tubes", Welding International, vol. 38, pp. 128-39, 2024.

[13] H. Zhang, K. Jiao, J. L. Zhang & J. Li, "Microstructure and mechanical properties investigations of copper-steel composite fabricated by explosive welding", Materials Science and Engineering, Proc. Conf,731, 278–287, 2018.

[14] V. T. Nguyen, V. T. Nhu & X. T. Vo, "Explosive weld joint characteristics of copper-tantalum via simulation", Computers in Biology and Medicine, vol. 174, pp. 108471, 2024.10.1016/j.compbiomed.2024.108471.

[15] Z. Nyikes & T. Anna Kovács, "Experimental study of the explosive welding process applicability for train weight decreasing", Transportation Research Procedia, vol. 63, pp. 2523-2528, 2022.

[16] M. Wang, J. Hu, K. Li, N. Luo, X. Li, X. Chen & Z. Chen, "Study on the relationship between interface morphology and mechanical properties of explosive welded titanium/duplex stainless steel", International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 19, pp. 1-20, 2024.

[17] Gh. Khalaj & A. Fadaei, "Effect of post weld heat treatment on the structure and mechanical properties of explosive welding of austenitic steel 321 - aluminum 1050 – aluminum 5083", Journal of Welding Science and Technology of Iran, vol. 9, pp. 102-112, 2023.

[18] B. Crossland & J. D. Williams, "Explosive welding", Metall, vol. 15, pp. 79-100, 1970.

[19] M. Hammerschmidt & H. Kreye, "Microstructure and bonding mechanism in explosive welding", In: Meyers, M.A. Murr, L.E. (eds) Shock Waves and High-Strain-Rate Phenomena in Metals. Springer, Boston, MA. 1981.

[20] A. S. Bahrani, "The mechanics of wave formation in explosive welding", Mathematical and Physical Sciences, vol. 296, pp. 123–36, 2023.

[21] B. B. Sherpa, M. Yu, D. Inao, S. Tanaka & K. Hokamoto, "Explosive welding of aluminum and cast iron for potential transportation and structural applications", Advanced Engineering Materials, vol. 26, pp. 2301389, 2024.

[22] G. H. S. F. L. Carvalho, I. Galvão, R. Mendes, R. M. Leal & A. Loureiro, "Explosive welding of aluminium to stainless steel using carbon steel and niobium interlayers", Journal of Materials Processing Technology, vol. 283, pp. 116707, 2020.

[23] G. H. S. F. L. Carvalho, I. Galvão, R. Mendes, R. M. Leal & A. Loureiro, "The role of physical properties in explosive welding of copper to stainless steel", Defence Technology, vol. 22, pp. 88-98, 2023.

[24] M. A. Salvador, F. Espinosa-Loza, J. W. Elmer & R. Huber, "Comparison of Cu, Ti and Ta interlayer explosively fabricated aluminum to stainless steel transition joints for cryogenic pressurized hydrogen storage", International Journal of Hydrogen Energy, vol. 40, pp. 1490-1503, 2015.

[25] B. S. Zlobin, V. V. Kiselev & A. A. Shtertser, "Effect of mechanical properties of materials on wave formation in explosive welding", Combustion, Explosion, and Shock Waves, vol. 55, pp. 439–446, 2019.

[26] G. H. S. F. L. Carvalho, I. Galvão, R. Mendes, R. M. Leal & A. Loureiro, "Effect of the flyer material on the interface phenomena in aluminium and copper explosive welds", Materials and Design, vol. 122, pp. 172-183, 2017.

[27] M. R. Khanzadeh Gharah Shiran, S. J. Mohammadi Baygi, S. R. Kiahoseyni, H. Bakhtiari & M. Allah Dadi, "Effects of heat treatment on the microstructure and metallurgical properties of the explosively bonded 304 stainless steel—CK45 steel", International Journal of Damage Mechanics, pp. 1-19, 2016.

[28] M.R. Khanzadeh, S. A. A. Akbari Mousavi, A. Amadeh & G. H. Liaghat, "Correlation between numerical finite element simulation and experiments for explosive cladding of nickel base super alloy on hot tool steel", Strain, vol. 48, pp. 342–355, 2012.

[29] A. Norbakhsh, M. R. Khanzadeh, A. Saadat & H. Bakhtiari, "Investigating the effect of explosive welding variables on the corrosion behavior of explosive joint of two-layered inconel 718-AISI H13 Hot work to steel plates in salty environment", Journal of Environmental Friendly Materials, vol. 2, pp. 21-27, 2018.

[30] M. R. Khanzadeh Gharah Shiran, H. Bakhtiari, M. Ghafari, S. Rajaee & M. Mohammadnejad, "Investigation of stand-off distance effect on corrosion behavior of explosively welded joint between tow aluminum plate and steel", International Journal of ISSI, vol. 15, pp. 9-18, 2018.

[31] H. Bakhtiari, H. Abbasi, H. Sabet, M. R. Khanzadeh & M. Farvizi, "Investigation on the effects of explosive welding parameters on the mechanical properties and electrical conductivity of Al-Cu bimetal", Journal of Environmental Friendly Materials, vol. 6, pp. 31-37, 2022.

[32] R. Peykari, M. R. Khanzadeh & H. Bakhtiari, "The effect of explosive welding variables on corrosion of copper-304 stainless steel in high salt concentration environment", Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering, vol. 14, 2022.

[33] A. Loureiro, R. Mendes, J. B. Ribeiro, R. M. Leal & I. Galvão, "Effect of explosive mixture on quality of explosive welds of copper to aluminium", Materials and Design, vol. 95, pp. 256–267, 2016.

[34] B. A. Greenberg, M. A. Ivanov, V. V. Rybin, O. A. Elkina, O. V. Antonova, A. M. Patselov, A. V. Inozemtsev, A. V. Plotnikov, A. Volkova, & P. Besshaposhnikov, "The problem of intermixing of metals possessing no mutual solubility upon explosion welding (Cu–Ta, Fe–Ag, Al–Ta)", Materials Characterization, vol. 75, pp. 51-62, 2013.

متن کامل:



فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، سال نوزدهم –  شماره اول –  بهار 1404 (شماره پیاپی 72)، ص­ص. 33-43
	فصلنامه علمی پژوهشی فرآیندهای نوین در مهندسی مواد ma.iaumajlesi.ac.ir

تأثیر خواص فیزیکی و مکانیکی صفحات پایه و پرنده در شکل فصل مشترک جوش‌های انفجاری

مقاله پژوهشی

 

 حمید بختیاری۱، محمدرضا خانزاده2*

 

1- دکترا، پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده سرامیک، کرج، ایران.

2- دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، واحد مبارکه، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران.

*  [e-mail]

 

 

اطلاعات مقاله		چکیده
دریافت: 30/04/1403 پذیرش: 23/06/1403		این مطالعه تأثیر خواص فیزیکی و مکانیکی بر ریزساختار و جوش‌پذیری جوشکاری انفجاری را بررسی می‌کند. اتصال نمونه‌ها به روش موازی انجام شد. به‌منظور انجام بررسی آزمایشگاهی و بحث در مورد ریزساختار و نوع امواج فصل مشترک از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. همچنین برای بررسی تأثیر پارامترهای مواد مختلف فلزی بر شکل اتصال جوشکاری انفجاری از پارامتر عدم تطابق امپدانس1 (IMP) و فاکتور فصل مشترک موجی شکل2 (WIF) استفاده شده است. در جفت‌های فلزی مورد بررسی، مشاهده شد که وقتی صفحه پرنده از صفحه پایه متراکم‌تر است، اختلاف چگالی قوی (ρR بالاتر از 3/3) می‌تواند از تشکیل فصل مشترک موج‌دار جلوگیری کند. همچنین اگر دمای ذوب صفحه پرنده به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای بالاتر از صفحه پایه باشد (TR بالاتر از 60/1)، همین اتفاق رخ می‌دهد. نتایج برای WIF نیز نشان داد که با افزایش این فاکتور به مقدار بالاتر از 44/5، ظاهر فصل مشترک به‌صورت تخت می‌شود.
کلید واژگان: جوشکاری انفجاری شکل فصل مشترک  IMP  WIF.

 

The Effect of Physical and Mechanical Properties of the Base and Flyer Plates on the Shape of the Interface of Explosive Welds

 

Hamid Bakhtiari1, Mohammadreza Khanzadeh2*

 

1- Ph.D. Materials and Energy Research Center, Ceramics Research Institute, Karaj, Iran.

2- Associate Professor, Faculty of Engineering, Mobarakeh Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Iran.

* [e-mail]

 

Abstract		Article Information
This study examines the influence of physical and mechanical properties on the microstructure and weldability of explosive welding, specifically in the context of joining two metals with contrasting thermophysical properties. The parallel preparation was used for experimental group for explosive welding. Laboratory investigations utilized optical and scanning electron microscopes to explore the microstructure and interface wave patterns. The impedance mismatch parameter (IMP) and wave interface factor (WIF) were employed to analyze how different metal material properties affect the shape of explosive welding. In the studied metal pairs, it was observed that a substantial density difference (ρR greater than 3.3) can hinder the formation of a wavy interface when the flyer plate is denser than the base plate. Similarly, if the melting temperature of the flyer plate exceeds that of the base plate (TR above 1.60), a similar effect is observed. Furthermore, the results for WIF indicated that increasing this factor beyond 5.44 results in a flat interface appearance.		Original Research Paper Doi:
		Keywords: Explosive Welding Interface Morphology IMP WIF.

 

 

1- مقدمه

پیشرفت‌های فعلی در فناوری‌های پیشرفته برای مواد جدید با خواص برتر مانند خوردگی، مقاومت در برابر سایش برای کاربردهای صنعتی موردنیاز است؛ بنابراین، کارهای متعددی برای توسعه مواد جدید برای چنین اهدافی انجام شده است. جوشکاری انفجاری به دلیل قابلیت اتصال مستقیم به طیف گسترده‌ای از ترکیبات مشابه و غیرمشابه از فلزات که با هیچ تکنیک دیگری نمی‌توانند به یکدیگر متصل شوند، شناخته شده است. علاوه بر این، این فرآیند به دلیل توانایی آن در توزیع چگالی انرژی بالا از طریق انفجار، قادر به پیوستن به سطوح بالای سطح است. تاکنون فلزات مشابه (فولاد به فولاد [1]، مس به مس [2]، آلومینیوم به آلومینیوم [3])، فلزات غیرمشابه مانند فولاد و آلومینیوم [4]، فولاد و تیتانیوم [5]، فیلم نیکل و آلیاژهای آلومینیوم [6]، آهن و مس [7]، آلومینیوم و منیزیم [8]، تیتانیوم و فولاد [9] و آلومینیوم به تیتانیوم [10] با موفقیت توسط این فرآیند روکش شده‌اند.

جوشکاری انفجاری روشی است که در آن از انرژی کنترل شده یک ماده منفجره استفاده می­شود تا سطوح جوش شونده که نسبت به هم در فاصله توقف معینی قرار گرفته­اند با سرعت بالایی به یکدیگر نزدیک شده و به هم برخورد کنند [11]. در اثر برخورد دو سطح به یکدیگر، میدان خمیری موضعی در فصل مشترک اتصال ایجاد می‌شود و در اثر فشار برخوردی بالا، درجه حرارت افزایش می­یابد. همچنین یک جت جهنده با سرعت بالا از دو سطح اتصال تشکیل شده که موجب ایجاد سطوح اتصالی تمیز در فصل مشترک جوشکاری و حذف آلودگی­های سطحی می­شود، تشکیل این جت از شرایط اساسی ایجاد پیوند مناسب در جوشکاری انفجاری است [12-13]. از فرآیند جوشکاری انفجاری می­توان جهت اتصال دهی چندلایه فلزات که عمدتاً جهت جلوگیری از خوردگی، بهبود کیفیت انتقال حرارت، افزایش مقاومت در برابر تنش‌های اعمالی، بهبود خواص الکتریکی و نیز بهبود خواص سایشی سطح ایجاد می‌شود، استفاده کرد [14]. این فرآیند در صنایعی مانند صنایع تولید نیروگاهی، ساخت مخازن تحت‌فشار و مبدل‌های حرارتی و نیز صنایع کشتی‌سازی کاربرد دارد [15].

يكي از مزاياي عمده روش جوشكاري انفجاري همانند روش‌های ديگر جوشكاري حالت جامد، توانايي و قابليت جوشكاري آلياژها و فلزات غیر هم‌جنس است كه ممكن است به دليل اختلاف در ميزان درجه حرارت ذوب و امكان ايجاد تركيبات بين فلزي مضر، نتوانند با روش‌های جوشكاري ذوبي به يكديگر اتصال يابند. مشكلات متالورژيكي بسياري در فرآیندهای جوشكاري ذوبي وجود دارد و در مقايسه با آن روش‌ها، جوشكاري انفجاري داراي مشكلات متالورژيكي كمتري است؛ اما بااین‌وجود نیز برخي مشكلات مهم متالورژيكي در جوشكاري انفجاري امكان به‌ وجود آمدن دارد [16].

ساختارهاي ايجاد شده در فصل مشترك يك جوش انفجاري مي‌تواند تابع نوع طراحي جوش بوده و تحت شرايط طراحي‌‌هاي متفاوت تغيير نمايد. طبيعت ساختار فصل مشترك جوشكاري بستگي به ميزان بار انفجاري، خصوصيات مواد منفجره مورداستفاده، تنظيمات آزمايشي، ضخامت صفحه پرنده و خواص صفحات پرنده و پایه دارد [16].

یکی از مشکلات اساسی که در زمینه جوشکاری انفجاری وجود دارد، عدم ارائه یک مدل تئوری جامع در زمینه تشریح مکانیزم ایجاد اتصال و تشکیل امواج در فصل مشترک اتصال است که به کمک آن بتوان ساختارها و نوع مورفولوژی‌های تشکیل شده در فصل مشترک حاصل از اتصال را به‌طور کامل و صحیح توجیه نمود. ارائه یک چنین مدلی ابزاری قدرتمند جهت کنترل مورفولوژی فصل مشترک در کنار فرآیند جوشکاری فراهم می‌آورد [16-17].

مکانیزم‌های گوناگونی جهت توصیف فرآیند جوشکاری انفجاری در مراحل اولیه گسترش آن ارائه گردید. بعضی از محققین این فرآیند را اساساً یک فرآیند جوش ذوبی در نظر گرفته‌اند که در آن اضمحلال و تبدیل انرژی جنبشی در فصل مشترک اتصال به‌عنوان عاملی در جهت ایجاد حرارت کافی به‌منظور ذوب دوجانبه در سرتاسر فصل مشترک و نفوذ عناصر تشکیل‌دهنده از طریق لایه‌های مذاب تشکیل یافته، در نظر گرفته می‌شود. محققان دیگری مانند کراسلند ویلیامز3 [18]، این فرآیند را اساساً جزو فرآیند جوشکاری فشاری تقسیم‌بندی نموده‌اند. به‌طوری‌که اتصال تحت تغییر فرم‌ها و کرنش‌های پلاستیکی شدید در فصل مشترک و متعاقباً وقوع پدیده نفوذ حالت جامد تحت اثر فشارهای بالا و در مدت‌زمان کافی ایجاد می‌شود.

مکانیزم متفاوتی توسط هامر اشمیت و کری5 [19]، ارائه شده که در آن فرآیند تشکیل اتصال انفجاری به‌صورت یک فرآیند ذوبی می‌باشد. به‌طوری‌که در حین فرآیند فصل مشترک اتصال برای مدت چند میکروثانیه به دمای بسیار بالاتر از نقطه ذوب دو قطعه رسیده و به دنبال آن تحت سرعت سرمایش بالا، در حدود 105 درجه کلوین بر ثانیه قرار می‌گیرد. این امر منجر به تشکیل دانه‌های بسیار ریز در فصل مشترک اتصال خواهد شد.

نکته قابل‌ذکر این است که تنوع در امواج وجود دارد؛ بنابراین، این امکان نیز هست که هریک از مکانیزم‌های پیشنهادی فقط بتوانند یک مکانیزم را توصیف نمایند؛ لذا به‌منظور رسیدن به مکانیزمی که قادر باشد انواع متعدد موج را در فصل مشترک تحلیل نماید نیاز به بررسی بیشتر در مکانیک سیال ناحیه برخورد، دارد [20].

جوشکاری انفجاری یک روش مؤثر برای اتصال فلزات غیرمشابه با ابعاد بزرگ بدون نیاز به حرارت است. تفاوت در چگالی، رسانایی حرارتی و دمای ذوب بین صفحه پرنده و صفحه پایه ممکن است مانع جوشکاری شود و موضوع مهم تحقیق باشد. چگالی مواد در مرحله برخورد نقش مهمی دارد و با افزایش فشار، رفتار سیال مانند (تشکیل موج و جت) رخ می‌دهد و تقارن در سطح مشترک از بین می‌رود. پرداختن به موضوعات مرتبط با توسعه فرآیند برای افزایش حجم دانش در رابطه با جوشکاری غیرمشابه مواد با خواص فیزیکی و مکانیکی مختلف ضروری است.

هدف این تحقیق تجزیه و تحلیل پدیده‌های فرآیند جوشکاری انفجاری در اتصال مواد با تضادهای قابل‌توجه در خواص ترموفیزیکی، فیزیکی و مکانیکی است تا عوامل کنترل‌کننده اصلی بر ریزساختار فصل مشترک ویژگی‌های مشابه و غیرمشابه را بهتر درک کنیم. این کار تأثیر خواص گفته شده بر جوشکاری انفجاری را مورد بحث قرار می‌دهد و جنبه‌هایی مانند جوش‌پذیری و مورفولوژی سطحی/موجی را بررسی می‌کند. تمرکز بر شکل فصل مشترک جوش‌های انفجاری بوده و پارامترهای عدم تطابق امپدانس و ضریب واسط شکل موج را تحلیل می‌کند. این پارامترها برای درک بهتر عملکرد ویژگی‌های جوش‌های انفجاری بسیار مهم هستند.

 

2- مواد و روش‌ها

اتصال نمونه‌های مورد بررسی در این پژوهش که در مطالعات قبلی انجام و چاپ شده است به روش جوشکاری انفجاری و به‌صورت چیدمان موازی مستقر در سکوی بتنی و لایه بافر (شن نرم) انجام‌گرفته است. شکل (1) نحوه تنظیم اولیه صفحات برای جوشکاری انفجاری را نشان می‌دهد. در این حالت دو صفحه یکی به‌عنوان صفحه پایه و دیگری به‌عنوان صفحه پرنده تحت فاصله توقف قرار داده شده‌اند. برای اتصال آن‌ها از ماده منفجره آماتول6 5/95 با ترکیب تری نیترو تولوئن7، 5 درصد و نیترات آمونیوم 95 درصد استفاده شده است. چگالی مواد منفجره 85/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب با دانه‌بندی 200 میکرومتر بوده که در داخل یک جعبه از جنس چوب بالای صفحه پرنده قرار داده شدند. همچنین به‌منظور آنکه در حین انفجار به قطعه آسیب نرسد بین صفحه پرنده و ماده منفجره از یک حائل8 یا ضربه­گیر (ورق لاستیکی پلی­اتیلن یا پوست ضخیمی از رنگ) استفاده شد است تا ماده منفجره در تماس مستقیم با قطعه نباشد. قبل از انجام جوشکاری نیز سطوح تمام نمونه‌ها با استفاده از محلول استون تمیزکاری شدند. برای مشاهده اطلاعات بیشتر در مورد فاصله توقف و بار انفجاری برای اتصال نمونه‌ها می‌توانید منابع 27 تا 34 را مطالعه کنید.

به‌منظور انجام بررسی و بحث در مورد ریزساختار و نوع امواج فصل مشترک از تصاویر میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی­های مختلف استفاده شده است. همچنین برای بررسی تأثیر پارامترهای مواد مختلف فلزی بر شکل اتصال جوشکاری انفجاری از پارامتر عدم تطابق امپدانس (IMP) و فاکتور فصل مشترک موجی شکل (WIF) استفاده شده است.

 

 

شکل (1): سیستم تنظیم موازی آزمون‌های جوشکاری.

 

3- نتایج و بحث

3-1- فاکتورهای IMP و WIF

در فرآیند جوشکاري انفجاري، اتصالات موجی شـکل معمـولاً استحکام پیوند بالایی را به دست می‌آورند. هنگامی که سـرعت نقطه برخورد  کوچک‌تر از مقدار معینی باشد، ناحیه پیوند به‌جای یک فصل مشترك موجی، یک فصل مشترك خطی است. محققان در گزارش‌های خود نشان دادند که سرعت به خواص فلزاتی که باید جوش داده شوند بستگی دارد. بر اساس تئوري دینامیک سیالات، سرعت نقطه برخورد  را می‌توان تابعی از سـختی و چگالی دو فلز توصیف کرد (رابطه 1) [21].

 

 

 

هنگامی که پیکربنـدي جـوش انفجـاري نامتقـارن اسـت، عـدد رینولدز (Re) حدود 0/8 تا 0/13 است. در این ‌رابطه ρf و ρp به ترتیب چگـالی صفحه پرنده و صفحه پایه هستند و Hf و Hp به ترتیب سختی ویکـرز آنها هستند. بر اساس تحلیل‌های ارائه شده، انتقال از فصل مشترك موجي بـه غيـر مـوجي براي بيشتر فلزها در 6/10= Re رخ می‌دهد كه اين مقدار در آزمایش‌های مختلـف تأييـد شـده اسـت [21].

امپدانس مواد می‌تواند به مقاومت در برابر انتشار سرعت موج شوک در بدنه اطلاق گردد. امپدانس شوک (Z) می‌تواند بر اساس چگالی و سرعت انتشار صوت در ماده محاسبه گردد. نسبت امپدانس‌ها بین صفحه پرنده و صفحه پایه می‌تواند بر رفتار و شکل فصل مشترک مؤثر باشد. عدم تطابق بالای امپدانس‌ها مابین مواد می‌تواند باعث مقادیر بالاتری از موج شوک برگشتی باشد. در نتیجه اختلاف امپدانس‌ها می‌تواند به‌طور مؤثری روی رفتار موج شوک در فصل مشترک تأثیرگذار باشد. پارامتر عدم تطابق امپدانس از طریق رابطه‌های 2 تا 5 محاسبه می‌شود [22-23].

 

(1)

 

در این رابطه‌ها، Z امپدانس، ρ چگالی، Cb سرعت صوت در ماده ((ms-1، K مدول حجمی، E مدول یانگ و ʋ نسبت پواسون است. محاسبه فاکتور IMP در تشخیص رفتار فصل مشترک بسیار مهم است. در جوش‌های هم‌جنس فاکتور IMP برابر صفر خواهد بود و هرچه این مقدار از 1 بزرگ‌تر شود عدم تطابق امپدانسی زیاد شده و موج‌ها تمایل به خم شدن بیشتر دارند [22]. به‌منظور بررسی بیشتر تأثیر دو ویژگی فیزیکی چگالی و دمای ذوب با توجه‌ به (رابطه 6)، نسبت چگالی (ρR) و نسبت دمای ذوب (TR) در یکدیگر ضرب می‌شوند و فاکتور فصل مشترک موجی شکل (WIF) نامیده می‌شود.

(2)
(3)
(4)
(5)

 

در جدول (1) پارامترهای موردنیاز برای محاسبه IMP و WIF نشان شده است.

 

 

 

 

 

 

جدول (1): پارامترهای موردنیاز برای محاسبه مقدارهای WIF، IMP

(6)

فلز	نقطه ذوب (°C)	Z  (kg m−2s -1 × 106)	سرعت صوت (m/s)	­­­ضریب پواسون	مدول یانگ (GPa)	چگالی (kg/m3)	مدول حجمی (GPa)
Al	660	5/13	5000	35/0	70	2700	7
Cu	1083	0/34	3810	34/0	128	8930	140
SS304	1450	7/34	4344	30/0	204	8000	151
Ck45	1459	8/35	4551	29/0	202	7870	163
St 321	1425	9/34	4353	27/0	205	8020	152
In 718	1336	5/33	4090	35/0	200	8190	137
H13	1427	2/33	4218	30/0	210	7870	140
Ni	1455	6/43	4900	31/0	200	8900	180
St	1540	7/37	4804	3/0	205	7850	152

 

ناپایداری در فصل مشترک دو جریان موازی با سرعت نسبی بین یکدیگر به‌عنوان یکی از مکانیسم‌های تشکیل موج در جوشکاری انفجاری پذیرفته شده است. این امر باعث ایجاد تغییرات موضعی در فشار می‌شود که منجر به ایجاد گردابه‌ها در سطح مشترک اتصال می‌شود. جریان مواد این گرداب‌ها را به حرکت درمی‌آورد. در ادامه مکانیسم، آن‌ها به یک گرداب ناپایدار تبدیل می‌شوند و به‌صورت مارپیچی، می‌پیچند [23-24]. این واقعیت که تفاوت عدم امپدانس بین مواد ممکن است بر مسیر موج ضربه، رفتار و توزیع در سطح مشترک تأثیر بگذارد، نشانه‌ای از این است که می‌تواند بر پدیده‌های سطحی که امواج را شکل می‌دهند تأثیر بگذارد. موج همیشه ماده‌ای با چگالی و امپدانس بالاتر است. این تفاوت‌های مورفولوژیکی احتمالاً مربوط به نحوه انتقال یا انعکاس امواج ضربه‌ای در سطح مشترک است. فیزیک پشت این پدیده‌ها پیچیده است و ممکن است ویژگی‌های دیگری وجود داشته باشد که بر شکل موج‌ها تأثیر بگذارد؛ بنابراین، این جنبه باید به‌صراحت برای جزئیات بیشتر مورد مطالعه قرار گیرد [26-24].

جدول (2) مقادیر IMP را به ترتیب نزولی از بالاترین به کمترین نشان می‌دهد. همان‌طور که مشاهده می‌شود، با افزایش فاکتور IMP، عدم تطابق امپدانس افزایش می‌یابد و امواج تمایل به خمیدگی بیشتری دارند. شکل (2) نتایج جدول (2) را به‌صورت گرافیکی نشان می‌دهد. نتایج به‌وضوح اتصال‌های انفجاری انجام شده را به دو گروه امواج خمیده و امواج معمولی تقسیم می‌کنند. لازم به ذکر است که پارامترهای جوشکاری نیز تأثیر قابل‌توجهی بر سطح مشترک جوش دارند و می‌توانند ظاهر نشدن امواج یا حتی تشدید شکل موج را تعیین کنند. برخی از مهم‌ترین این پارامترها عبارت‌اند از:

الف) سرعت ضربه یا سرعت برخورد
ب) سرعت پیشروی نقطه برخورد 
ج) سرعت انفجار ماده منفجره 
پ) زاویه دینامیکی برخورد 
ه) انرژی ضربه

 

 

 

جدول (2): مقدار IMP محاسبه شده برای اتصال های مختلف.

کد نمونه	ترکیب				Z (kg m−2s -1 × 106 )		Zratio	IMP	نوع موج	مرجع
		پرنده		پایه	پرنده	پایه
1	SS304		CK45		7/34	8/35	96/0	04/0	معمولی	[27]
2	Ni		H13		6/43	2/33	31/1	31/0	معمولی	[28]
3	In 718		H13		5/33	2/33	01/1	01/0	معمولی	[29]
4	Al		St		5/13	7/37	36/0	64/0	خم شده	[30]
5	Al		Cu		5/13	0/34	39/0	61/0	خم شده	[31]
6	Cu		SS304		0/34	7/34	98/0	02/0	معمولی	[32]

 

 

شکل (2): پارامتر عدم تطابق امپدانس (IMP) برای ترکیبات مختلف جوش های غیر مشابه.

 

 

در شکل (3) تصاویر میکروسکوپ نوری مربوط به اتصالات جوشکاری انفجاری اشاره شده در جدول (2) نشان داده شده است. در این شکل نیز همان‌طور که مشخص است.

تصاویر شامل دو گروه می‌باشند: یک گروه دارای فصل مشترک با امواج خم شده (موجی شکل) و گروه دیگر دارای فصل مشترک با امواج معمولی هستند.

 

 

 

 

شکل (3): تصاویر میکروسکوپ نوری فصل مشترک­های جوشکاری انفجاری مربوط به نمونه­های جدول (2): الف تا ه به ترتیب تصاویر نمونه­های 1 تا 6.

 

 

 

 

فصل مشترک در جوشکاری انفجاری تحت تأثیر چندین جنبه به‌هم‌پیوسته است که تجزیه‌وتحلیل آن را بسیار مهم می‌کند. علاوه بر پارامترهای جوشکاری، خصوصیات فیزیکی نیز از اهمیت بالایی برخوردار هستند؛ زیرا تقریباً بر هر جنبه‌ای از به دست آوردن مورفولوژی فصل مشترک و کیفیت جوش تأثیر می‌گذارند. چگالی مستقیماً بر انرژی جنبشی حاصل، هدایت حرارتی بر توزیع دما و دمای ذوب بر تغییر شکل، حضور ذوب و تشکیل فازهای بین فلزی در سطح مشترک تأثیر می‌گذارند. این عوامل به‌هم‌پیوسته بر انرژی منتقل شده به فرآیند، تغییر شکل، انتقال حرارت، برهم‌کنش متالورژیکی و در نتیجه مورفولوژی نهایی و کیفیت کلی جوش تأثیر می‌گذارند. یکی از راه‌های تجزیه‌وتحلیل این اثرات، ارتباط دادن خواص فیزیکی به مشاهدات تجربی برای بررسی تغییرات در نتایجی است که ممکن است به یکی از ویژگی‌ها مرتبط باشد [22-23]. محققان ادعا می‌کنند که در جوشکاری انفجاری هر چه اختلاف بین چگالی دو جزء بیشتر باشد، اتصال دشوارتر می‌شود [20 و 25].

 تفاوت در چگالی و دمای ذوب بین صفحه پرنده و صفحه پایه ممکن است باعث تغییر مورفولوژی سطح مشترک شود. جدول (3) همبستگی احتمالی بین خواص فیزیکی و مورفولوژی‌های فصل مشترک برخی جوش‌های انفجاری غیرمشابه را از طریق فاکتور فصل مشترک موجی شکل نشان می‌دهد. همان‌طور که قبلاً اشاره شد بر اساس رابطه (5) قابل‌محاسبه است و از ضرب نسبت چگالی‌ها (ρR) و نسبت دمای ذوب (TR) به دست می‌آید.

وقتی صفحه پرنده چگال‌تر از صفحه پایه و دارای نقطه ذوب بالاتر باشد، بالای یک حد نسبی معین، اختلاف مابین چگالی و نقطه ذوب جلوی شکل‌گیری امواج در فصل مشترک را می‌گیرد [23 و 26]. 

 

 

 

جدول (3): مقدار فاکتور فصل مشترک موجی شکل (WIF)، محاسبه شده برای اتصال های مختلف.

کد نمونه	ترکیب		Density (g/cm3 )		Density ratio “ρR”	Melting temp. (°C)		Melting temp. ratio “TR”	WIF	شکل فصل مشترک	مرجع
	پرنده	پایه	پرنده	پایه	پرنده	پایه
1	SS304	CK45	00/8	87/7	0/1	1450	1495	96/0	96/0	موجی	[27]
2	Ni	H13	90/8	87/7	1/1	1455	1427	01/1	11/1	موجی	[28]
3	In 718	H13	19/8	87/7	0/1	1336	1427	93/0	93/0	موجی	[29]
4	Al	St	70/2	85/7	3/0	660	1540	42/0	14/0	موجی	[30]
5	Al	Cu	70/2	93/8	3/0	660	1083	60/0	18/0	موجی	[31]
6	Cu	SS304	93/8	00/8	1/1	1083	1450	74/0	81/0	موجی	[32]
7	Cu	Al	93/8	70/2	3/3	1083	660	60/1	44/5	تخت	[33]
8	Ta	Al	60/16	70/2	1/6	2996	660	53/4	91/27	تخت	[34]

 

 

 

شکل‌های (4) و (5) به ترتیب نمودار فاکتور فصل مشترک موجی شکل و تصاویر میکروسکوپ الکترونی نمونه‌ها با فصل مشترک موجی و تخت در اتصال‌های مختلف جوشکاری انفجاری را نشان می­دهند. 

 

 

 

 

شکل (4): فاکتور فصل مشترک موجی شکل (WIF) برای ترکیبات مختلف جوش­های غیر مشابه.

 

 

شکل (5): تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی فصل مشترک موجی و تخت جوشکاری انفجاری مربوط به نمونه­های جدول (3):  الف تا ز به ترتیب تصاویر نمونه­های 1 تا 8.

 

 

همان‌طور که در شکل (5) مشخص است با افزایش مقدار WIF شکل فصل مشترک به‌صورت تخت تمایل پیدا می‌کند و برعکس با کاهش مقدار WIF شکل فصل مشترک به‌صورت موجی می‌شود؛ بنابراین، ممکن است که تفاوت در چگالی و دمای ذوب بین صفحه پرنده و صفحه پایه، مورفولوژی سطح مشترک را تحت تأثیر قرار دهد. علی‌رغم اینکه جوش‌های با خط اتصال مستقیم همیشه دارای صفحه پرنده با چگالی و دمای ذوب بالاتر از صفحه پایه هستند، جوش‌های انفجاری با مقدار برعکس دمای ذوب وجود دارند که منجر به ایجاد خطوط پیوند صاف نمی‌شوند. برای مثال مقایسه داده‌های اتصال مس (صفحه پرنده) / آلومینیوم (صفحه پایه) و اتصال آلومینیوم (صفحه پرنده) / مس (صفحه پایه) در جدول (3) و شکل‌های (4) و (5) این نکته را نشان می‌دهد. با این حال، نسبت بین تراکم صفحه پرنده و صفحه پایه در جوش‌های مواج همیشه برابر یا کمتر از 11/1 بود. برای دمای ذوب، نسبت همیشه زیر 1/1 بود.

مشاهده می‌شود که بین جوش‌هایی که فصل مشترک صافی (WIF بالاتر) و جوش‌هایی که فصل مشترک موج‌دارند (WIF پایین)، تفاوت واضحی وجود دارد. تجزیه‌وتحلیل موجود در شکل (5) محدودیت‌هایی دارد؛ زیرا از اطلاعات تحقیقات متنوعی استفاده شده است. بااین‌حال، نتایج این تحقیق رویکرد جالبی را پیشنهاد می‌دهند و قادر به پیش‌بینی مورفولوژی فصل مشترک هستند. همچنین به درک بهتر از دلایلی که باعث می‌شود ناحیه اتصال در برخی موارد موج‌دار و در دیگر موارد صاف باشد، کمک می‌کنند. ضریب فصل مشترک جوش به‌طور مستقیم نشان نمی‌دهد که فصل مشترک اتصال موجی یا صاف خواهد بود، بلکه نشان‌دهنده امکان وجود خط اتصال موجی شکل است. به‌عبارت‌دیگر، بالاتر از یک مقدار مشخص و حتی با استفاده از پارامترهای مناسب جوش، جوش موج‌دار نخواهد بود و به‌طور معکوس، با مقداری کمتر از آن ممکن است فصل مشترک اتصال موج‌دار یا صاف باشد و این به پارامترهای جوشکاری بستگی دارد.

 

4- نتیجه‌گیری

در این تحقیق تأثیر خواص فیزیکی و مکانیکی فلزات پایه و پرنده بر مورفولوژی فصل مشترک جوش‌های انفجاری مورد بررسی قرار گرفت و نتایج زیر به دست آمد:

1- مورفولوژی فصل مشترک اتصال به‌شدت تحت تأثیر خواص فیزیکی و مکانیکی صفحه پرنده و صفحه پایه است.

2- نتایج نشان می‌دهد که شکل امواج تحت تأثیر عدم تطابق امپدانس ضربه مواد جوش داده شده است. پارامتر عدم تطابق امپدانس (IMP) ثابت کرد که یک روش قانع‌کننده برای به‌منظور تخمین تمایل به تشکیل امواج صاف یا امواج موجی شکل است.

3- مشخص شد که جوش‌پذیری جفت‌های غیرمشابه به‌شدت تحت تأثیر خواص فیزیکی مواد است، اما بیشتر به عدم تطابق ویژگی‌های موادی که جوش داده می‌شوند بستگی دارد تا ارزش خود خواص. هنگامی که تفاوت قابل‌توجهی در هدایت حرارتی بین صفحه پرنده و صفحه پایه وجود دارد، جوش‌پذیری آن جفت مواد اغلب ضعیف است.

4- مشخص شد که وقتی صفحه پرنده از صفحه پایه متراکم‌تر است، اختلاف چگالی قوی (ρR بالاتر از 3/3) می‌تواند از تشکیل یک فصل مشترک موج‌دار جلوگیری کند. همچنین اگر دمای ذوب صفحه پرنده به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای بالاتر از صفحه پایه باشد (TR بالاتر از 60/1)، همین اتفاق رخ می‌دهد.

5- نتایج محاسبه شده برای WIF نشان داد که با افزایش این فاکتور به مقدار بالاتر از 44/5، ظاهر فصل مشترک به‌صورت تخت می‌شود.

 

5- مراجع

[1] C. G. Shi, W. A. N. G. L. S. Yu, Zhao, H. B. Hou & Y. H. Ge, "Detonation mechanism in double vertical explosive welding of stainless steel/steel", Journal of Iron and Steel Research, International, vol. 22, pp. 949-953, 2015.

 

[2] D. Ji & G. Wei, "MD Simulation of diffusion behaviors in collision welding processes of Al-Cu, Al-Al, Cu-Cu", Computers, Materials & Continua, vol. 79, 2024.

 

[3] P. Kumar, M. Singh, S. Saravanan, S. Kumari, S. K. Ghosh, J. D. Barma, R. B. Meitei & A. Biswas, "Study of explosive welding of Al 5052 and Al 1100 with stainless steel wire mesh interlayer", Materials Today: Proceedings, 2023.

 

[4] ح. بختیاری، م. ر. خانزاده قره شیران و س. ع. ا. اکبری موسوی، "تأثير عمليات حرارتي بر روي ريزساختار، سختي و استحكام فصل مشترك جوش انفجاري فولاد زنگ نزن 321 به آلومينيم 1230‎" مجله علمی پژوهشی فرآيندهاي نوين در مهندسي مواد، دوره 9، شماره 4، ص 27-41‎، 1393.

 

[5] D. Rozumek & G. Kwiatkowski, "The influence of heat treatment parameters on the cracks growth under cyclic bending in St-Ti clad obtained by explosive welding", Metals, vol. 9, pp. 338-352, 2019.

 

[6] I. Kwiecien, P. Bobrowski, M. Janusz-Skuza, A. Wierzbicka-Miernik, A. Tarasek, Z. Szulc & J. Wojewoda-Budka, "Interface characterization of ni/al bimetallic explosively welded plate manufactured with application of exceptionally high detonation speed", Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 29, pp. 6286-6294, 2020.

 

[7] ع. ابراهیمی اکبرآبادی، ع. سعادت، م. ر. خانزاده و ح. بختیاری "بررسی تأثیر عملیات حرارتی پس از جوشکاری بر خواص خوردگی فصل مشترک اتصال انفجاری ورق‌های Cu/SS 304" مجله فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 17، شماره 4، ص 51-65، 1402.

 

[8] A. Rouzbeh, M. Sedighi & R. Hashemi, "Comparison between explosive welding and roll-bonding processes of AA1050/Mg AZ31B bilayer composite sheets considering microstructure and mechanical properties", Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 29, pp. 6322-6332, 2020.

 

[9] V. Korzhyk, Y. Zhang, V. Khaskin, O. Ganushchak, V. Kostin, V. Kvasnytskyi, A. Perepichay & A. Grynyuk, "Features of intermetallic formation in the solid phase on a steel–titanium bimetal interface under the conditions of arc welding", Metals, vol. 13, pp. 1338-1347, 2023.

 

[10] J. Yuan, F. Shao, L. Bai, H. Zhang, Q. Xu, L. Gao & Y. Pan, "Interface investigation of Ti/Al Explosively Welded Composites with 1060 interlayer: morphology, formation, and development", Composite Interfaces, vol. 32, pp. 201-222, 2023.

 

[11] م. ر. خانزاده، ا. اکرامی و ح. عربی،" مقاله بررسی تأثیر فاصله توقف بر مورفولوژی و خواص مکانیکی فصل مشترک اتصال انفجاری صفحات سه لایه ضخیم AlMg5 -Al-Steel " مجله علمی پژوهشی فرآيندهاي نوين در مهندسي مواد، دوره 9، شماره 3، ص 1-11‎، 1394.

 

 

[12] S. Saravanan "An experimental investigation on the explosive plugging of similar and dissimilar steel tubes", Welding International, vol. 38, pp. 128-39, 2024.

 

[13] H. Zhang, K. Jiao, J. L. Zhang & J. Li, "Microstructure and mechanical properties investigations of copper-steel composite fabricated by explosive welding", Materials Science and Engineering, Proc. Conf,731, 278–287, 2018.

 

[14] V. T. Nguyen, V. T. Nhu & X. T. Vo, "Explosive weld joint characteristics of copper-tantalum via simulation", Computers in Biology and Medicine, vol. 174, pp. 108471, 2024.10.1016/j.compbiomed.2024.108471.

 

 [15] Z. Nyikes & T. Anna Kovács, "Experimental study of the explosive welding process applicability for train weight decreasing", Transportation Research Procedia, vol. 63, pp. 2523-2528, 2022.

 

[16] M. Wang, J. Hu, K. Li, N. Luo, X. Li, X. Chen & Z. Chen, "Study on the relationship between interface morphology and mechanical properties of explosive welded titanium/duplex stainless steel", International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 19, pp. 1-20, 2024.

 

[17] Gh. Khalaj & A. Fadaei, "Effect of post weld heat treatment on the structure and mechanical properties of explosive welding of austenitic steel 321 - aluminum 1050 – aluminum 5083", Journal of Welding Science and Technology of Iran, vol. 9, pp. 102-112, 2023.

 

[18] B. Crossland & J. D. Williams, "Explosive welding", Metall, vol. 15, pp. 79-100, 1970.

 

[19] M. Hammerschmidt & H. Kreye, "Microstructure and bonding mechanism in explosive welding", In: Meyers, M.A. Murr, L.E. (eds) Shock Waves and High-Strain-Rate Phenomena in Metals. Springer, Boston, MA. 1981.

 

[20] A. S. Bahrani, "The mechanics of wave formation in explosive welding", Mathematical and Physical Sciences, vol. 296, pp. 123–36, 2023.

 

[21] B. B. Sherpa, M. Yu, D. Inao, S. Tanaka & K. Hokamoto, "Explosive welding of aluminum and cast iron for potential transportation and structural applications", Advanced Engineering Materials, vol. 26, pp. 2301389, 2024.

 

[22] G. H. S. F. L. Carvalho, I. Galvão, R. Mendes, R. M. Leal & A. Loureiro, "Explosive welding of aluminium to stainless steel using carbon steel and niobium interlayers", Journal of Materials Processing Technology, vol. 283, pp. 116707, 2020.

 

[23] G. H. S. F. L. Carvalho, I. Galvão, R. Mendes, R. M. Leal & A. Loureiro, "The role of physical properties in explosive welding of copper to stainless steel", Defence Technology, vol. 22, pp. 88-98, 2023.

 

[24] M. A. Salvador, F. Espinosa-Loza, J. W. Elmer & R. Huber, "Comparison of Cu, Ti and Ta interlayer explosively fabricated aluminum to stainless steel transition joints for cryogenic pressurized hydrogen storage", International Journal of Hydrogen Energy, vol. 40, pp. 1490-1503, 2015.

 

[25] B. S. Zlobin, V. V. Kiselev & A. A. Shtertser, "Effect of mechanical properties of materials on wave formation in explosive welding", Combustion, Explosion, and Shock Waves, vol. 55, pp. 439–446, 2019.

 

[26] G. H. S. F. L. Carvalho, I. Galvão, R. Mendes, R. M. Leal & A. Loureiro, "Effect of the flyer material on the interface phenomena in aluminium and copper explosive welds", Materials and Design, vol. 122, pp. 172-183, 2017.

 

[27] M. R. Khanzadeh Gharah Shiran, S. J. Mohammadi Baygi, S. R. Kiahoseyni, H. Bakhtiari & M. Allah Dadi, "Effects of heat treatment on the microstructure and metallurgical properties of the explosively bonded 304 stainless steel—CK45 steel", International Journal of Damage Mechanics, pp. 1-19, 2016.

 

[28] M.R. Khanzadeh, S. A. A. Akbari Mousavi, A. Amadeh & G. H. Liaghat, "Correlation between numerical finite element simulation and experiments for explosive cladding of nickel base super alloy on hot tool steel", Strain, vol. 48, pp. 342–355, 2012.

 

[29] A. Norbakhsh, M. R. Khanzadeh, A. Saadat & H. Bakhtiari, "Investigating the effect of explosive welding variables on the corrosion behavior of explosive joint of two-layered inconel 718-AISI H13 Hot work to steel plates in salty environment", Journal of  Environmental Friendly Materials, vol. 2, pp. 21-27, 2018.

 

[30] M. R. Khanzadeh Gharah Shiran, H. Bakhtiari, M. Ghafari, S. Rajaee & M. Mohammadnejad, "Investigation of stand-off distance effect on corrosion behavior of explosively welded joint between tow aluminum plate and steel", International Journal of ISSI, vol. 15, pp. 9-18, 2018.

 

[31] H. Bakhtiari, H. Abbasi, H. Sabet, M. R. Khanzadeh & M. Farvizi, "Investigation on the effects of explosive welding parameters on the mechanical properties and electrical conductivity of Al-Cu bimetal", Journal of Environmental Friendly Materials, vol. 6, pp. 31-37, 2022.

 

[32] R. Peykari, M. R. Khanzadeh & H. Bakhtiari, "The effect of explosive welding variables on corrosion of copper-304 stainless steel in high salt concentration environment", Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering, vol. 14, 2022.

 

[33] A. Loureiro, R. Mendes, J. B. Ribeiro, R. M. Leal & I. Galvão, "Effect of explosive mixture on quality of explosive welds of copper to aluminium", Materials and Design, vol. 95, pp. 256–267, 2016.

 

[34] B. A. Greenberg, M. A. Ivanov, V. V. Rybin, O. A. Elkina, O. V. Antonova, A. M. Patselov, A. V. Inozemtsev, A. V. Plotnikov, A. Volkova, & P. Besshaposhnikov, "The problem of intermixing of metals possessing no mutual solubility upon explosion welding (Cu–Ta, Fe–Ag, Al–Ta)", Materials Characterization, vol. 75, pp. 51-62, 2013.

 

6- پی­نوشت

 

[1] Impedance Mismatch Parameter (IMP)

[2] Wave Interface Factor (WIF)

[3] Crossland & Williams

[4] Hammer Schmidt

[5] Kreye

[6] Amatol

[7] TNT

[8] Buffer

 

 

برای ارجاع به این مقاله از عبارت ذیل استفاده نمایید:

Please cite this article using:

Hamid Bakhtiari, Mohammadreza Khanzadeh The Effect of Physical and Mechanical Properties of the Base and Flyer Plates on the Shape of the Interface of Explosive Welds, New Process in Material Engineering, 2025, 19(1), 33-43.

 

 

 

---