Сварка взрывом при правильном выборе режимов позволяет получать соединения широкого круга материалов, начиная от почти любого соединения, сочетания металл-металл до металл-пластмасса. Для таких сочетаний, как железо-титан, нержавеющая сталь-алюминий, этот метод практически единственный. Микроструктура зоны контакта железо-титан после сварки взрывом показана на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 – Микроструктура зоны контакта железо-титан
после сварки взрывом.
Из рисунка видно, что по поверхности раздела углерод из стали Ст3 принимает титан на глубину 10-30 мкм. В прилегающих к поверхности контакта слоях железа наблюдается обезуглероживание. Таким образом, в приграничной зоне титан-сталь Ст3 за время сварки взрывом 10 -5сек. успевает пройти достаточно заметное перераспределение углерода.
3.1.3 Упрочнение металлов взрывом
Под действием ударной волны происходят значительные структурные изменения. Это можно проиллюстрировать лауэграммой (рисунок 3.6), снятой с монокристалла никеля, деформированного взрывом с давлением 22 ГПа.
Рисунок 3.6 – Рентгенограммы снятые с монокристалла никеля
в исходном состоянии (а) и после деформации ударной
волной с давлением 22ГПа (б)
Одной из важнейших проблем современных процессов формообразования и теории пластической деформации является влияние скорости нагружения на свойства металлов в процессе самой деформации.
В зависимости от способа расположении заряда взрывчатого вещества по отношения к обрабатываемой поверхности может быть реализовано несколько схем упрочнения, показанных на рисунке 3.7.
Рисунок 3.7 – Схемы упрочнения металлов плоской (а) и
бегущей “косой” волной (б)
В производственных условиях чаще всего используют упрочнение по схеме контактного взрыва (рисунок 3.8). В этом случае заряд находится непосредственно в контакте с упрочняемой поверхностью и, в зависимости от способа его инициирования, реализуется упрочнение плоской ударной волне и упрочнение скользящим ударным фронтом - скользящая волна.
1 – Упрочняемый образец; 2 – заряд взрывчатого вещества; 3 – генератор плоской волны; 4 – детонатор; 5 – метаемая пластина.
Рисунок 3.8 – Схемы упрочнения металлов при контактном взрыве,
плоской (а) и бегущей “косой” (б) ударными волнами
В случае контактного заряда давление ударной волны определяется скоростью детонации взрывчатого вещества, а увеличение массы заряда взрывчатого вещества приводит к более продолжительному воздействию взрывной нагрузки.
Схема упрочнения металла при контактном взрыве применяется в большинстве случаев, когда не требуются высокие частота и точность обработки поверхности.
Чтобы достигнуть высоких давлений, можно использовать схему упрочнения в плоской и косой ударной волне (рисунок), получаемой при метании пластины-ударника. В этом случае можно получить давление до 30 Гпа.
Один из существенных недостатков контактных схем упрочнения - возможность образования откольных трещин в результате отражения ударной волны от боковых стенок детали. Для уменьшения трещинообразования была предложена схема упрочнения с помощью контактного заряды взрывчатого вещества, при котором заряд охватывает заготовки с боков (рисунок 3.9).
1 – Заряд взрывчатого вещества; 2 – защитный слой; 3 – упрочняемое изделие
Рисунок 3.9 – Схема упрочнения образца через твердую
защитную среду
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.