一家专注流体压力成形技术
【作 者】孙少华;董升朝;任冠鹏;邱胜闻;郭宁
铜钢复合板是由铜板和钢板经过轧制、爆炸焊接等方法复合在一起的层状材料。铜钢复合板充分利用了钢材和铜材的优点，在电力、石化、航空航天、船舶等领域得到了大量的应用[1-3]。结合界面强度是评判金属复合板力学性能的主要因素，在工程应用中，主要通过界面剪切强度和结合率对材料性能进行判定[4]，国标中要求铜钢复合钢板复合界面剪切强度≥100 MPa[5]。
复合板材料冲压成形时，内部会产生较大应力，当复合板成形的切向应力超过复合界面剪切强度后，便会出现复合板基材和复材分离脱层。目前关于界面结合强度的数值模拟研究很少，虽然金属复合已存在多种理论体系:金属键理论、薄膜理论、再结晶理论、扩散理论等[6]，但均无法直接预测成形复合板复合界面的结合强度。为解决工程应用难点，以某铜钢复合板制弯头为例，采用ABAQUS有限元分析软件对不同温度下HALF弯片成形过程进行数值模拟，将基层钢板与复层铜板进行绑定设置，分析计算不同温度下复合界面选定点成形应力、铜板/钢板厚度变化，确定铜钢复合钢板成形温度，在此基础上进行复合钢板弯片热成形试验，并解剖测定复合弯片热成形后的界面结合强度。
【结 论】
（1）弯片成形后内弧区域厚度减薄，外弧区域厚度增厚。随着温度的升高，成形板料的厚度变化差别不大。
（2）随着温度的升高，成形过程中板料的最大应力值下降、结合界面应力值减小，弯片内弧及外弧区域材料成形应力及界面应力较高。
（3）当成形加热温度在800℃及以上时，铜钢复合界面剪切应力低于100MPa。
（4）采用加热温度900℃、终冲温度不低于800℃的成形温度参数，冲压成形的铜钢复合弯片复合状态良好，复合界面剪切强度满足标准规定。
以下是正文：
