3.4. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СВАРКИ ВЗРЫВОМ 3.4.1. Волнообразование

Сварка металлов взрывом представляет собой сложное физическое явление. Подобно другим способам сварки давлением ее механизм определяется главным образом процессом пластической деформации металлов в зоне соединения. Однако СВ имеет ряд специфических особенностей, являющихся следствием высокой интенсивности пластического течения и кратковременности действия высоких давлений и температур в приконтакт-ных слоях соударяющихся пластин. В частности, при оптимальных режимах СВ вследствие этого не успевают развиться в полной мере физико-химические процессы, обусловливающие образование промежуточных фаз. Это позволяет получать прочные соединения из разнородных металлов, сварка которых другими способами затруднена или вообще невозможна. Вместе с тем в процессе уменьшения давлений на поздних стадиях соударения возможно возникновение разрушающих напряжений, препятствующих получению прочного соединения.

Поэтому необходимо рассмотреть основные макрофизические явления, ответственные за формирование прочного соединения, механизм процесса и метод определения оптимальных режимов сварки.

В специфических условиях СВ одной из наиболее выгодных форм превращения кинетической энергии тел в работу пластической деформации является процесс волнообразования, характеризующийся строгой периодичностью и регулярностью остаточных деформаций.

Успешное развитие СВ в последние годы поставило задачу о волнообразовании в число наиболее актуальных проблем теории высокоскоростных косых соударений твердых тел. Опубликованные по данному вопросу работы посвящены экспериментальным исследованиям и качественному описанию процесса образования волн [39, 192, 209, 216], поиску аналогий между волнообразованием и известными гидродинамическими явлениями [216—218], а также построению новых математических моделей течений при косых соударениях [28]. Несмотря на ряд важных результатов, полученных в этих работах, задача построения теории волнообразования полностью не решена. В связи с этим в данном параграфе основное внимание обращено на уточнение качественной модели явления, приближенную количественную оценку главных его характеристик и их сопоставление с экспериментальными данными.

Экспериментальное исследование процесса волнообразования. Анализ основных параметров соударения в критических режимах волнообразования позволил установить следующие особенности процесса.

Для каждого фиксированного значения начального угла существует критическое значение скорости движения метаемой пластины, ниже которой волны не образуются. Это значение возрастает с увеличением начального угла между пластинами. В табл. 3.2 приведены основные параметры соударения, которые были рассчитаны для различных критических режимов. Сопоставление этих данных показывает, что независимо от значения начального угла для каждого сочетания металлов существует некоторое кри-