3.4.3. Разрушающие напряжения при сварке взрывом

При некоторых параметрах СВ соединение металлов не образуется, несмотря на наличие явных следов схватывания и волнообразной деформации контактных поверхностей. Это свидетельствует о том, что в процессе соударения возникают напряжения растяжения, способные разрушить еще ^сформировавшееся соединение. В работах [199, 233] разрушающие напряжения связывают с волнами разгрузки, возникающими при отражении УВ от свободных поверхностей пластин.

Рассмотрим этот вопрос применительно к различным конфигурациям течения при косых соударениях. В случае, когда VkcQ и уукр, косые

УВ связаны с точкой контакта на протяжении всего процесса (рис. 3.30, о). Угол \|/ можно оценить, считая волну слабой. Используя данные работы

[172], имеем sin \|/ = с0 / Vk.

При отражении слабых УВ / и 2 от свободных поверхностей возникают две волны разгрузки /' и 2', угол отражения которых примерно равен углу падения УВ. Свободная поверхность приобретает в начальный момент скорость СО;, направленную по нормали к поверхности: ш, = 2wcos\j/, где и — массовая скорость в косой волне.

В месте встречи двух волн разгрузки возникают значительные растягивающие напряжения, которые могут вызвать разрушение, если р0с„Ди й сд

и 5, ф 52, где, как и ранее, ад — динамический предел текучести.

В случае 5, « 52 волна разгрузки У догоняет УВ и ослабляет ее, так как скорость разгрузки превышает скорость УВ. При этом УВ 2 приобретает форму треугольника и растягивающие напряжения образуются в результате суперпозиции падающей и отраженной волн по классической схеме, описанной в работе [49]. При слабых соударениях вся исходная энергия переходит сначала в волну сжатия, а затем в волну растяжения (соударение является упругим).

Картина распространения волн напряжений, возникающих в зоне соударения, значительно сложнее [215]. В частности, метаемая пластина толщиной 5, (рис. 3.31) соударяется в точке О с листом основания, поверхность которого вблизи этой точки в результате значительного сжатия искривляется (по кривой ОБ). На приведенной схеме в координатах расстояние-время (х, /) показано распространение волн сжатия во времени (следует подчеркнуть, что эта схема характеризует движение волн только по отношению к оси х и не дает полного представления об их направлении). В металле основания волна сжатия сначала движется с постоянной скоростью (прямая Оа). С той же скоростью (при соударении двух стальных пластин) распространяется волна сжатия в метаемой пластине (прямая ОС). В точке С волна сжатия отражается в виде двух волн — продольной волны растяжения и поперечной волны, встречающихся под острым углом с волной сжатия в моменты времени b и Т.