- Історія виникнення і сфера застосування технології
- Як виконується зварювання вибухом
- Специфічні особливості зварювального процесу
Наша сеть партнеров Banwar
Для з'єднання металів з різними теплофізичними характеристиками потрібні особливі умови, які не завжди можна отримати шляхом застосування стандартних зварювальних технологій. Наприклад, для міцного зв'язку алюмінію і сталі необхідно створити надвисокий тиск в місці їх контакту, що дозволяє реалізувати тільки зварювання вибухом. Цей метод має досить специфічні вимоги до робочого середовища і витратних матеріалів. Разом з тим, для деяких сфер промисловості він є незамінним, оскільки працює там, де інші варіанти виявляються безсилі.
Історія виникнення і сфера застосування технології
Ідея створення металевих з'єднань вибуховим методом вперше виникла в період Другої світової війни, коли були виявлені гільзи відпрацьованих снарядів, приварені до інших металевих конструкцій. При цьому з'єднання було таким же міцним, як і у однорідних матеріалів.
Через десятиліття американська хімічна компанія «Дюпон» стала цілеспрямовано використовувати зварювання вибухом для отримання біметалевих виробів, які відрізнялися високою стійкістю до корозії і механічних навантажень. Таким чином, вдалося поставити на потік виробництво матеріалів зі значно збільшеним терміном служби.
Оскільки вибухова технологія дозволяє отримати композити, здатні більш 30 років зберігати свої властивості в досить агресивних умовах, сьогодні вона активно застосовується в нафтохімічній промисловості для плакирования листових і циліндричних деталей (стрижнів, труб, ємностей). Крім того, такий метод використовується при виготовленні термостійких і корозійностійких конструкцій для ливарного виробництва, машинобудування і суднобудування.
Так виглядає биметаллическая деталь
Як виконується зварювання вибухом
Щоб з різнорідних деталей отримати цілісне виріб, реалізують наступний алгоритм:
- Основний метал розміщують на нерухомому підставі.
- Зверху на невеликій відстані укладають плакируют метал, який покривають рівномірним шаром вибухової речовини (ВВ).
- При детонації ВВ відбувається вибух, фронт якого поширюється від одного краю заготовки до іншого.
- В результаті вибухового впливу плакируют елемент отримує надвисоку кінетичну енергію, що призводить до утворення зусилля, що досягає декількох сотень кілотонн.
- Зіткнення, що з'єднуються викликає нагрівання поверхні шарів і утворення струменя плазми, що призводить до обміну електронами і отримання міцних зв'язків.
Фізика даного процесу кілька схожа з процесом електронно-променевого зварювання, де за рахунок високої кінетичної енергії електрони проникають всередину металевої поверхні, викликаючи її нагрів. Однак якщо при реалізації ЕЛС джерелом енергії є промінь високої потужності, то в даному випадку електронний обмін досягається за рахунок енергії, що вивільняється при детонації ВВ. До речі, докладніше про електронно-променеву технологію можна прочитати тут .
Надійність видно неозброєним поглядом
Міцність зварного з'єднання за великим рахунком залежить від кількості і швидкості детонації вибухової речовини. Дані показники зазвичай підбирають експериментальним шляхом, при цьому негативний ефект може мати як нестача, так і надлишок ВВ. Також для поліпшення міцності конструкції між основними матеріалами іноді вставляють тонкий прошарок з ванадію, ніобію або танталу, яка під час експлуатації не піддається корозії і сприяє збереженню цілісності зварного шва.
Як це роблять на заході (en):
Специфічні особливості зварювального процесу
У теорії, вибухова методика отримання біметалевих зв'язків не відрізняється великою складністю, проте на практиці її реалізація часто утруднена. Пов'язано це з згубним впливом ударної хвилі на навколишнє середовище і необхідністю зберігання вибухових речовин. Для дотримання безпеки процесу подібні роботи проводять на полігонах, розташованих в районах з невисокою сейсмічною активністю. Якщо зварюються деталі мають невеликі габарити, допускається застосування спеціальних камер, стіни яких повинні витримувати навантаження, створювану ударною хвилею.
Як уже зазначалося, підбір кількості вибухової речовини здійснюють експериментально. Дуже складно провести точні розрахунки, так як не можна просто зупинити або сповільнити процес на певному етапі, щоб детально його досліджувати і виробити певну схему. Тому до кожного виробу застосовується індивідуальний підхід, що унеможливлює автоматизацію роботи.
З огляду на складність реалізації подібної технології, її застосовують тільки в тих випадках, коли вибух є єдиною можливістю з'єднання двох металів. В іншій ситуації технологи віддають перевагу більш доступним методам зварювання, серед яких MAG, FCAW і TIG, що виконуються в середовищі захисного газу. Наприклад, TIG-зварювання теж дозволяє створювати біметалічні вироби, однак для цього дуже важливо здійснити правильний підбір газової суміші. Детальніше про види і цінах на зварювальні гази можна дізнатися за цим засланні .