сварки

Рис. 123. Схема сварки без начального зазора [170]

Резиновый буфер_ _По угловой схеме

одновременно можно сваривать пакет из нескольких деталей, в частности, с двусторонним симметричным размещением зарядов ВВ [118]. При двусторонней схеме силы, возникающие при взрыве, уравновешиваются внутри системы и не передаются опоре.

Для сварки взрывом характерно, что вследствие огромной скорости процесса и действия сил инерции на состояние части системы, находящейся перед фронтом детонации (участок АВ, рис. 122), процессы, протекающие за ее фронтом, не влияют и положение в пространстве участка АВ метаемой пластины соответствует его положению до начала сварки: система перед фронтом детонации как бы «не знает», что происходит за этим фронтом. Это подтверждается мгновенной рентгеносъемкой системы в процессе взрыва.

Процесс детонации является квазистационарным и на любом расстоянии от точки инициирования производит практически одинаковый эффект.

Возможна облицовка взрывом трубчатых деталей снаружи или изнутри, а также с обеих сторон. При облицовке внутренней поверхности в полом цилиндре / (см. рис. 122, е) устанавливают отрезок трубы 2 (облицовку) с буферной втулкой 3 из эластичного материала, смягчающего действие взрыва, и зарядом ВВ (4), заканчивающимся коническим колпачком, в центре которого располагается детонатор 5. При инициировании взрыва детонация распространяется со скоростью И по образующей конического колпачка и далее равномерно вдоль цилиндра с образованием плоского фронта, нормального к продольной оси цилиндра. Наличие угла у обеспечивает условия соударения с образованием кумулятивной струи и получением прочного соединения. Аналогичная схема предложена для приварки взрывом труб к трубным доскам [182].

§ 2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДЕТОНАЦИИ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЕЕ ПРОДУКТОВ С МЕТАЛЛОМ

Для анализа условий получения при сварке взрывом соединений без повреждения металла основания и облицовки необходимо рассмотреть более подробно процессы распространения детонации и взаимодействия между продуктами детонации и металлом. В частности, представляет интерес механизм возникновения и движения в металле ударных волн. 178

Применяемые в технике, и в частности для сварки, взрывчатые вещества являются вторичными для инициирования процесса, в котором должны быть созданы особые условия, достигаемые взрывом детонатора или специального заряда.

Детонация протекает с постоянной, воспроизводимой скоростью. В идеализированной схеме процесса, идущего со скоростью О (рис. 124), по фронту детонации предполагается разрыв непрерывности, при котором впереди фронта нер аз ложившееся взрывчатое вещество имеет исходную температуру (Т0), давление (р0), плотность (р0) и скорость перемещения («„). При этом Т0 и р0 определяются окружающими атмосферными ', условиями, а и0 = 0. Для порошкообразного ВВ значение р0 существенно зависит от плотности укладки заряда. В этой схеме допускается, что непосредственно за фронтом детонации ВВ полностью прореагировало и его объем замещен газом при температуре Т и давлении р, сжимающем газ до плотности р. Под действием давления газ приобретает скорость и, направленную вправо.

Скорость детонации й зависит от природы ВВ. Обычно она находится в пределах 2000—8000 м/сек. Для одного и того же ВВ скорость Ю пропорциональна его плотности [118], или

£ = Лр0,(27)

где А — коэффициент пропорциональности.

Давление газов р, развивающееся при взрыве, зависит от скорости детонации и от соотношения плотностей инертного ВВ и продуктов его детонации:

р = £2р0 (р — р0)/р.(28)

Например [118], при Б — 7200 м/сек; р0 = 1,6 г/см3 и р = = 2,13 г'см3 (р ^ 1,3р0) р = 200 000 кГ/см2. Скорость потока

продуктов взрыва и = -|-0. Для ВВ. применяемых при сварке,

И = 3000-^7600 м/сек и давление может достигать 150 000 кГ/см2 Лучшие результаты дают ВВ с И 4000-^4500 м/сек.

В действительности взрывчатое вещество переходит из твердого в газообразное состояние не мгновенно; граница между исходным и полностью прореагировавшим веществом имеет определенную ширину — ширину зоны реакции. Если

это было бы не так, то сварка взрывом, езрь^' Г^етмацш вероятно, была бы невозможна: скачко-/

пг1Гяянпр ппркиттрннр гтплгтн иртярмпйг■' '

образное повышение скорости метаемой пластины под фронтом детонации от ?:г:?-^ нуля до ан приводило бы к разрушению металла этой пластины. Как пра-

ро. То.Рс.ио

вило, чем выше скорость детонации ВВ,НепрореагироВаВшее вв-

тем уже зона реакции. Ее ширина ко-Рис. т. Идеализированная

леблется от 2—3 до 20 мм [681.схема процесса детонации