Diffusion Kinetics in Explosive Cladding of Dissimilar Alloys as Described through the Miedema Model

Explosive cladding of dissimilar plates is achieved by the intensive deformation occurring at high pressure and temperature generated from the detonating explosive at the collision interface. The interface morphology, with its characteristic undulations, is dictated by the extent of kinetic energy spent at the mating interface. Nevertheless, the inter-metallic compound formation at the mating interface weakens the joint. The prediction of the probability of inter-metallic formation at aluminum-SS 304, copper-SS 304 and titanium-SS 304 explosive cladding interfaces is attempted in this study by employing Miedema model. Granular explosives (detonation velocity: 4000 m/s) and parallel plate combination were employed with uni-loading ratio (standoff distance-5 mm). The influence of chemical energy in determining the bond strength of explosive clads is discussed as well.

---

Zgrzewanie wybuchowe blach z metali o zróżnicowanych właściwościach jest osiaąnięte poprzez intensywne odkształcenie pod wysokim ciśnieniem i temperaturze genrowane detonacja ładunku wybuchowego oraz kolizja materiałów łączonych. Morfologia warstwy połączenia scharakteryzowana jest zafalowaniami, które są determinowane przez zewnętrzną energię kinetyczną. Formujące się w strefie połącznia fazy międzymetaliczne prowadzą do osłabienia połączenia. W prowadzonych analizach wykorzystano model Miedemy do przewidzenia prawdopodobienstwo formowania się stref przetopień w platerach z aluminium-SS 304, miedź-SS 304 i tytan-SS 304. W modelu obliczeniowym przyjęto układ równoległy płyt (odległość płyt - 5 mm) oraz prędkość detonacji: 4000 m/s. Omówiono również wpływ energii chemicznej na wytrzymałość połączenia układu platerów zgrzewnych wybuchowo.