Сварка взрывом.

С варка взрывом – это процесс соединения материалов, находящихся в твердой фазе, за счет пластической деформации соударяющихся под углом поверхностей заготовок при воздействии импульса давления, создаваемого взрывом. Пластическая деформация в зоне соединения приводит к образованию физического контакта и активации контактных поверхностей. Особенностью сварки взрывом является образование волнового профиля зоны сварки, что сопровождается увеличением поверхности соединения. При этом происходит очистка свариваемых поверхностей от загрязнений и оксидов.

Большое распространение нашла схема с параллельным расположением пластин. На метаемой (плакирующей) пластине 3 располагают заряд взрывчатого вещества (ВВ) 2 толщиной H. Пластину с помощью опор устанавливают с зазором h к неподвижной (плакируемой) пластине 4, которая лежит на основании 5 (асбестовая пластина, песок, грунт). Инициирование процесса детонации заряда ВВ осуществляют электродетонатором 1. Детонация обусловлена распространением ударной волны, возбуждающей химическую реакцию. Переход взрывчатого вещества из твердого состояния в газообразное происходит с выделением большого количества энергии.

Минимальная скорость соударения, при которой создается достаточное для сварки давление в точке контакта, определяется по формуле:

,

Где d₁, d₂, - толщины свариваемых пластин; _т – предел текучести материала метаемой пластины.

Скорость детонации для применяемых при сварке взрывом ВВ лежит в пределах 2000…4500 м/с. Тогда скорость соударения v₀ для металлических материалов составляет 200…700 м/с. При определении толщины заряда используют параметр r, который представляет отношение половины массы ВВ к массе пластины:

,

Где ₀ – плотность ВВ; H₀ – ½ толщины заряда; d₁ – толщина метаемой пластины; ₁ – плотность пластин.

Для малых углов соударения (=3…12⁰), которые применяются при сварке взрывом, давление в зоне соударения определяют из выражения:

,

Г де ₁ – плотность метаемой пластины; v₀ – скорость соударения метаемой пластины.

Для сварки металлических материалов r принимают 0,5…2. Давление за ударной волной для различных ВВ составляет 3…12 ГПа.

Метаемая пластина подвергается двойному изгибу и совместно с неподвижной пластиной интенсивной пластической деформации в зоне соударения.

Сварка взрывом ведется без нагрева и с нагревом свариваемых заготовок. Режимы сварки определяются пластическими характеристиками и гомологическими температурами свариваемых материалов.

Сварка труб взрывом осуществляется по схемам внутреннего и наружного плакирования. Трубы устанавливают с зазором друг к другу. Заряд ВВ размещают соответственно внутри или снаружи метаемой трубы. При наличии в сварочном зазоре газа или воздуха в процессе сварки создается ударно-сжатый поток. Его взаимодействие со свариваемой поверхностью приводит к образованию на метаемой поверхности волнового профиля еще до соударения, что повышает прочность соединения.

Сваркой взрывом изготовляют волокнистые композиционные материалы, размещая в сварочном зазоре упрочняющие элементы (волокна, высокопрочную проволоку); композиты из химически несовместимых компонентов, которые получить другими методами невозможно; панельные конструкции; слоистые трубы; биметаллический инструмент и др.