Screenshot_29

Области применения и технологические схемы сварки взрывом

Screenshot_29

Отличия сварки взрывом

Перспективы и области эффективного использования в промышленности любого нового технологического процесса определяются особенностями, отличающими этот процесс от существующих.

Сварка взрывом обладает двумя такими отличиями.

  1. Не требует нагрева свариваемых частей и протекает в независимости от площади соединения, как это свойственно всем взрывным процессам, в течение миллионных долей секунды, т. е. практически мгновенно. Поэтому при сварке взрывом ограничено время протекания двух стадий процесса образования сварного соединения в твердой фазе — создания физического контакта и химического взаимодействия. Сварное соединение образуется за счет преимущественного развития стадии физического контакта при подавлении второй стадии, в которой успевают протекать только квантовые процессы электронного взаимодействия. Идущие вслед за ними при других способах сварки диффузионные процессы, не успев развиться, подавляются. Вследствие этого характерные для сварных соединений диффузионные зоны на границе раздела металлов в соединениях, сваренных взрывом, не обнаруживаются (рис. 8),
  2. Позволяет получать монолитные соединения практически неограниченной площади. При этом процесс сварки осуществляется тем легче, чем больше отношение площади соединения к толщине метаемой части металла. В настоящее время имеются примеры получения с помощью сварки взрывам соединений площадью 15—20 м2. Дальнейшее увеличение площади сварных соединений также не встречает принципиальных трудностей, требуя решения только технических задач надлежащей сборки частей металла под сварку.

Screenshot_31

Применение сварки

  • Опираясь на картину динамики процесса сварки взрывом, нетрудно представить, как приведенную на рис. 2 принципиальную схему сварки взрывом с параллельным расположением свариваемых поверхностей можно преобразовать в целый ряд технологических схем: сварка трех- и многослойных плоских соединений одновременно одним зарядом ВВ (рис. 9, а), одно-временная приварка двух наружных слоев к плоскому среднему одновременным взрывом из одной точки двух зарядов ВВ (рис. 9, б);
  • наружная облицовка цилиндрических тел с помощью взрыва кольцевого заряда ВВ (рис. 9, в) ;
  • сварка полых заготовок биметаллических труб (рис. 9, з), сварка биметаллических цилиндрических заготовок переменного диаметра для изготовления из разнородных металлов бесступенчатых трубных переходников (рис. 9, д);
  • внутренняя облицовка цилиндрических заготовок (рис. 9, е)\ получение с помощью сварки взрывом многослойных армированных металлов (рис. 9, ж) приварка труб к трубным решеткам теплообменников (рис. 9, з).
Screenshot_27
Рис. 8. Микроструктура зоны соединения титана (вверху) со сталью XI7; X 20 ООО

Помимо этого в последнее время сварка взрывом начинает применяться для стыковых и нахлесточных соединений некоторых готовых элементов конструкций.

Отличительные особенности процесса сварки взрывом, а также разработанные технологические схемы определяют области промышленного применения этого способа.

  1. Изготовление биметаллических и многослойных плоских заготовок с высокопрочным соединением слоев из разнородных металлов, сталей и сплавов для последующей прокатки. Размеры свариваемых заготовок позволяют получать тонкие и толстые листы стандартных размеров.

Материалы

Выбор сочетаний металлов ограничивается только возможностью дальнейшего передела заготовок. Литературные данные, а также практика авторов позволяют утверждать, что с помощью сварки взрывом при правильно выбранных режимах можно получать прочные и работоспособные сварные соединения из одно- и разнородных металлов и сплавов (в последнем случае при большом различии их физико-химических свойств, например сталь — алюминий, алюминий — магний, титан — сталь, свинец—-медь и т. п.). Затруднение вызывает только сварка малопластичиых, хрупких металлов (чугун, высокопрочные титановые сплавы), как правило, разрушающихся при взрывном нагружении и высокоскоростном соударении. Однако, весьма вероятно, что с помощью специальных технологических приемов (применения буферных прокладок между зарядом ВБ и метаемым элементом, сварки с подогревом соединяемых частей), а также металлургических методов повышения качества (термической обработки для понижения хрупкости) сварка этих металлов и сплавов будет также освоена.

Screenshot_28

  1. Изготовление биметаллического и многослойного листа с высокопрочным соединением слоев для непосредственного ис-пользования в промышленности из практически любых сочетаний металлов и сплавов.
  2. Изготовление биметаллических и многослойных сплошных и полых цилиндрических заготовок для последующего изготовления круглого, профильного проката и труб с наружным и внутренним плакирующими слоями.
  3. Непосредственная облицовка заготовок деталей машин (-например, лопастей гидротурбин) металлами и сплавами с особыми заданными физическими и механическими свойствами, взамен электродуговой и электрошлаковой наплавки.
  4. Сварка из разнородных металлов и сплавов плоских биметаллических и многослойных заготовок с высокопрочным соединением слоев и изготовление из них переходных конструкционных элементов необходимой конфигурации (например, колец) для сварки их с помощью обычных способов между торцами деталей машин.
  5. Изготовление трубчатых телескопических и бесступенчатых биметаллических переходников для последующей сварки обычными методами соответствующих концов труб из разно-родных металлов.
  6. Сварка взрывом труб с трубными досками различных теплообменных аппаратов—- наиболее производительный и экономичный процесс, которому уделяют большое внимание в Советском Союзе и за рубежом.
  7. Повышение пластичности высокопрочных сталей и сплавов путем их двусторонней облицовки тонкими слоями пластичных металлов, что резко снижает склонность первых к хрупкому разрушению.

Перечисленные в п. 1—3 и 8 примеры применения сварки взрывом, по существу, создают возможности получения конструкционных металлов с заданными физическими и химическими свойствами.

Screenshot_30

Приведенный перечень не исчерпывает всех возможностей практического использования сварки взрывом. С накоплением знаний о физике процесса и свойствах получаемых соединений круг ее возможностей непрерывно расширяется. Перспективна применение сварки взрывом для создания армированных метал-лов и получения из порошков монолитных металлов и сплавов.

Добавить комментарий