 |
15.2.2. Промышленное применение
|
|
|
|
15. 2. 2. Промышленное применение
Освоено плакирование листов толщиной 70…100 мм, площадью 10…20 м2 для сосудов давления ответственного назначения. Есть опыт получения в промышленном масштабе сваркой взрывом деталей узлов трения, сталеалюминиевых штырей электролизёров алюминия, биметалла сталь-медь, трёхслойных заготовок с габаритными размерами 4200х1200х125 мм и толщиной плакирующих листов коррозионной стали, равной 12, 5 мм.
Сварка взрывом широко используется для получения слоистых заготовок с последующей прокаткой.
15. 2. 3. Технологические схемы сварки
Рассмотренная «угловая схема» и её технологические варианты (рис. 15. 4) применяются для сварки плоских и цилиндрических заготовок.
 |
Рис. 15. 4. Разновидность угловой схемы сварки: а – плоских заготовок с ограниченной площадью соединения; б – с отгибом конца метаемой заготовки; в – с двусторонним расположением заряда; 1 – металл; 2 – неподвижная заготовка; 3 взрывчатое вещество; 4 – демпфирующий слой; 5 – подкладка; 6 – детонатор
Схема с параллельным расположением свариваемых поверхностей (рис. 15. 5) получила большее распространение.
 |
Рис. 15. 5. Технологические схемы сварки взрывом: а – параллельная для плоских изделий (многослойная); б – плакирования наружной поверхности труб; в – эквидистантная; г – плакирования внутренней поверхности труб; д – плакирования крупногабаритных обечаек с противозарядом; 1 – детонатор; 2 – заряд взрывчатого вещества; 3, 4, 6 – соответственно метаемый, неподвижный и установочный элементы; 5 – опора; 7 – стержень; 8 – конус; 9 – матрица
|
|
|
15. 2. 4. Технологические возможности метода
Сваркой взрывом освоена достаточно широкая номенклатура материалов, как в однородном, так и в разнородных сочетаниях.
Метод позволяет получать двух- и многослойные соединения, композиционные материалы.
Основным видом соединения является нахлёсточное.
Толщина метаемой заготовки обычно лежит в диапазоне 0, 3…19 мм. Максимальная её толщина определяется пластичностью материала.
Удаётся получать изделия с внутренними полостями и каналами, предварительно созданными на неподвижной заготовке и заполненными любым легко удаляющимся веществом (воск, парафин, свинец и т. п. ).
15. 2. 5. Технология сварки
Номенклатура операций включает в себя:
- механическую обработку соединяемых поверхностей;
- травление заготовок (с последующей мойкой и сушкой);
- обезжиривание свариваемых поверхностей;
- сборку заготовок, укладку взрывчатого вещества и установку детонатора;
- производство взрыва (собственно сварка);
- термическую обработку и правку.
Подготовка к сварке.
Механическая обработка оказывается нужной, если на поверхностях имеется окалина (например, при плакировании слябов). Для аустенитных сталей, алюминиевых и титановых сплавов, других материалов применяют травление. Эту операцию выполняют за 2…5 ч до сварки.
Допускаемая местная кривизна или прогиб заготовки лежит в пределах 1…3 мм на 1 м длины. При сварке цилиндрических заготовок овальность и разностенность ограничиваются несколькими процентами. При наружном плакировании относительно тонкостенной заготовки для предотвращения её деформации в процессе взрыва либо внутренняя полость заполняется какой-нибудь жидкостью (вода, битум), либо внутрь вставляется массивная оправка. При плакировании полой заготовки с внутренней стороны изделия массивная оправка устанавливается снаружи.
|
|
|
На поверхность метаемой заготовки может укладываться прокладка (буферный слой) из неметаллических материалов для смягчения бризантного действия взрывчатого вещества на металл.
Выбор основных параметров режима.
Условия сварки определяются тремя физическими параметрами: скоростью D распространения фронта детонации; скоростью V0, развиваемой метаемой пластиной к моменту соударения заготовок; углом γ , образованным соединяемыми поверхностями в «точке» соударения.
Реальная скорость соударения заготовок при сварке зависит также от зазора h. При h = 0 скорость равна нулю для любого значения толщины слоя взрывчатого вещества. При этом сваривания не происходит. При чрезмерном повышении скорости (при увеличении толщины слоя взрывчатого вещества и h) в соединяемых заготовках образуются сколы и трещины. При очень большом зазоре сваривания также не происходит.
В качестве взрывчатого материала выбирают взрывчатые вещества и их смеси, имеющие скорость детонации меньше скорости распространения звуковой волны в свариваемом материале. При соблюдении такого условия в приповерхностных слоях во время соударения заготовок успевает развиться пластическая деформация. В противном случае возникают резко локализованные ударные волны, разрушающие металл.
Примерами используемых взрывчатых веществ могут быть:
1) механическая смесь аммонита 6ЖВ и гранулированной аммиачной селитры в соотношении по массе (1: 4)…(1: 2);
2) смесь тротила (3 %) и аммиачной селитры (97%).
Для приварки тонких заготовок (2…3 мм) может использоваться низкоимпульсное листовое (НИЛ) взрывчатое вещество, представляющее собой поролоновый лист, поры которого заполнены кристаллическим взрывчатым веществом.
Давление р в зоне соударения должно быть:
р > σ Т,
где σ Т – предел текучести металла при статическом нагружении; k – коэффициент, зависящий от механических свойств свариваемых материалов.
Обычно k = 10…50 (большие значения относятся к отожжённому металлу, меньшие – к наклёпанному металлу).
|
|
|
При выборе установочного зазора h можно руководствоваться соотношениями h > 0, 5δ М. Установочный угол α обычно выбирают в пределах 2…7о. При сварке по схеме с параллельным расположением заготовок конец метаемой заготовки со стороны установки детонатора отгибается на угол 2о на длине примерно 150 мм. Зазор h обычно выбирают 6…8 мм. На практике при отработке технологии, как правило, выбирают взрывчатое вещество со скоростью детонации 3000…4000 м/с и корректируют режим, изменяя зазор h в большую или меньшую сторону и тем самым меняя скорость соударения.
|
|
|
