i'И Hi .'l11 i*MJ^ 1

jj1Г »M v • , ■ 1

)*\ . , : 1 t К1I1"« i

-!lIjII 1 I I !I 1 11 l !

v iч i ¡11 lOrtl!i

Глава VIi u )

СВАРКА ВЗРЫВОМ

§ 1. СХЕМА ПРОЦЕССА

Сварку взрывом можно отнести к Р, Т-процессам, так как на отдельных участках соединения иногда наблюдают зоны металла, нагретые даже до расплавления (см. рис, 137). Однако на других участках температура, по-видимому, невысока и здесь процесс приближается к холодной сварке. Основная цель применения сварки взрывом — получение двух- и трехслойных заготовок под прокат листов и труб, а также заготовок для биметаллических деталей в машиностроении.

Одна из основных схем сварки взрывом, возможность которой М. А. Лаврентьев связал с действием кумулятивной струи [93], — так называемая угловая схема [128, 192]. Свариваемые детали: неподвижную деталь (основание) / и метаемую пластину (облицовку) 2 располагают под углом а на заданном расстоянии h0 (2—3 мм) в вершине угла (рис. 122, а). На метаемую пластину укладывают заряд 3 взрывчатого вещества (ВВ) толщиной Н. В вершине угла устанавливают детонатор 4. Сварка производится на жесткой опоре 5 (стальной плите, бетоне, песке и др.).

Сварка (в отличие от штамповки взрывом) осуществляется при непосредственном контакте ВВ с метаемой деталью, изредка через буферную прокладку для смягчения удара. Благодаря этому импульс высокой энергии, возникающий во время детонации ВВ, не рассеивается, а оказывает концентрированное действие на металл в зоне сварки. Детонация — это процесс, при котором разложение ВВ с выделением газов и тепла распространяется в нем с большой скоростью (несколько тысяч метров в секунду).

После инициирования взрыва детонация распространяется в ВВ из точки 4 во все стороны с постоянной скоростью D, зависящей от свойств ВВ, его плотности и толщины заряда. Развиваемое в зоне реакции высокое давление газообразных продуктов детонации сообщает метаемой пластине значительную скорость, достигающую 1000 м/сек. В месте соударения метаемой пластины с основанием образуется угол у (рис. 122, б), определяемый отношением максимальной скорости vH к скорости детонации D. 176

Чем больше ~, тем больше у- В месте соударения при определенных условиях возникает эффект кумуляции — из зоны соударения выбрасывается с очень высокой скоростью кумулятивная струя, состоящая из металла основания и облицовки [93]. Она обнажает вступающие в контакт поверхности в момент, непосредственно предшествующий их соединению. При соответствующих параметрах процесса соударение метаемой пластины и основания сопровождается значительной пластической деформацией, вызывающей местный адиабатический нагрев поверхностных слоев металла. В результате деформации и нагрева происходит сварка между чистыми поверхностями, обычно с образованием типичного волнообразного соединения (см. рис. 136). Следуе^ отметить, что при достаточной совместной пластической деформации можно получить вполне прочное соединение без волн [181 ]. Нет и единой точки зрения на роль кумулятивной струи при формировании соединения, что рассматривается ниже.

Так, при некоторых специальных схемах возможна сварка и без начального зазора |(при -у = 0), необходимого для кумуляции [170]. За счет соответствующего расположения заряда В В в пластине / создаются по отношению к основанию 2 [значительные сдвиговые деформации (рис. 123). Отсюда делают вывод, что образование кумулятивной струи не является ^обязательным условием для сварки взрывом. По мнению Б. Кроссленда, возможна кумуляция и при схеме на рис. 123 в результате появления сварочного зазора из-за опускания основания 2 в ходе детонации.

12 д. с. Гельман177