Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Сварка взрывом

Сварку взрывом можно отнести к видам сварки с оплавлени­ем, при кратковременном нагреве на воздухе, так как на отдель­ных участках наблюдаются зоны металла, нагретые до оплавле­ния. Однако на других участках температура может быть невысока, и здесь процесс приближается к холодной сварке.

Большинство технологических схем сварки основано на ис­пользовании направленного (кумулятивного) взрыва.

На рисунке 22 приведена схема сварки взрывом. Соединяе­мые поверхности двух заготовок, одна из которых неподвижна и служит основанием, располагают под углом друг к другу на рас­стоянии h.

На заготовку (3) укладывают взрывчатое вещество (2) тол­щиной Н, а со стороны, находящейся: над вершиной угла, уста­навливают детонатор (1). Сваривают на жесткой опоре. Давле­ние, возникающее при взрыве, сообщает импульс расположенной

под зарядом пластине. Детонация взрывчатого вещества с выде­лением газов й теплоты происходит с большой скоростью (не­сколько тысяч метров в секунду).

В месте соударения метаемой пластины с основанием обра­зуется угол V, который перемещается вдоль соединяемых поверх­ностей. При соударении из вершины угла выдуваются тонкие по­верхностные слои, оксидные пленки и другие загрязнения. Соударение пластин вызывает течение металла в их поверхност­ных слоях.

Поверхности сближаются до расстояния действия межатом­ных сил взаимодействия, и происходит схватывание по всей пло­щади соединения. Продолжительность сварки взрывом не превы­шает нескольких микросекунд. Этого времени недостаточно для протекания диффузных процессов, сварные соединения не обра­зуют промежуточных соединений между разнородными металла­ми и сплавами.

Прочность соединений, выполненных сваркой взрывом, выше прочности соединяемых материалов. Разрушение при ис­

пытании происходит на некотором расстоянии от плоскости со­единения по наименее прочному металлу. Это объясняется упроч­нением тонких слоев металла, прилегающих к соединенным по­верхностям, при их пластической деформации.

Параметры сварки взрывом:

- скорость детонации D;

- нормальная скорость метаемой пластины при соударении с основанием — Уя;

- угол встречи при соударении — Y-

Скорость детонации, определяемая типом взрывчатого веще­ства и толщиной его слоя, должна обеспечивать образование направленной (кумулятивной) струи без возникновения опасных для металла ударных волн.

Сварка взрывом как способ соединения металлов в твердой фазе была открыта в начале 60-х годов прошлого столетия одно­временно в России и США.

Достоинство сварки взрывом;

- высокая скорость (несколько микросекунд) соединения;

- изготовление заготовок из разнородных металлов (биме­талл);

- плакирование (покрытие слоем металла) поверхностей ста­лей металлами и сплавами с особыми физическими и хи­мическими свойствами;

- возможность изготовления прямолинейных и криволиней­ных заготовок площадью от нескольких квадратных сан­тиметров до десятков квадратных метров;

- изготовление заготовок для штамповки и ковки;

- простота оборудования (собственно детали и заряд ВВ).

Недостатки сварки взрывом:

- защита персонала от детонационных волн при взрыве зарядов;

- обучение персонала работе со взрывчатыми веществами;

- изготовление специальных камер для сварки взрывом;

- невозможность механизации или автоматизации процесса.