Жарылыспен дәнекерлеу

В первой из них с увеличением  и_с прочность соединений возрастает почти скачкообразно до прочности основного металла за счет исчезновения первого вида физической микронеоднородности. Численные значения v_c, соответствующие достижению в этой области равнопрочности, для различных толщин и сочетаний металлов различны и обычно определяются опытным путем или по данным сварки аналогичных материалов. 

Во второй области с увеличением v_c наблюдается некоторый дальнейший рост прочности соединений вследствие развития физической микронеоднородности

300

400

500 v_c,m/c

Рис. 18. Зависимость прочности сварных  соединений титановых сплавов со сталью от скорости и_с при различных толщинах метаемых пластин (v_K = 2000 м/с):

1. — ВТ1-1 (толщиной 2 мм) + СтЗ;
2. — ВТ6 (толщиной 6 мм) + сталь 10Г2СД; 3 — ОТ4-1 (толщиной 8 мм) + СтЗ; 4 — ОТ4-1 (толщиной 10 мм) -j- сталь 12Х18Н10Т

четвертого вида. Ширина этой области  для различных сочетаний металлов также различна и может изменяться в широких пределах. В композициях с резко различными физико-химическими свойствами (например, титан — сталь) она узка, в композициях из однородных или близких по свойствам металлов (сталь — сталь) она растянута. Поэтому получить прочные соединения между металлами первого сочетания сложнее по сравнению с вторыми.

В третьей области с дальнейшим увеличением v_c прочность соединений уменьшается, в некоторых случаях до нуля. В композициях из металлов с ограниченной растворимостью причиной этого является оплавление металла на границе раздела, растущее с увеличением значений W (рис. 19). В композициях остальных типов — увеличение относительной протяженности участков со вторым видом физической неоднородности, появляющимся позже (при больших значениях и_с) оплавления.

Замечено, что за счет изменения  ширины второй области третья область  для одних и тех же сочетаний  металлов может смещаться влево  с ростом скорости v_K до полного исчезновения второй и падения максимальной прочности соединений (рис. 20).

Влияние исходного состояния свариваемых  материалов. Повышение исходной твердости обоих или одного из свариваемых металлов при неизменных параметрах процесса вызывает уменьшение длины и амплитуды волн на границе раздела металлов и увеличе ние относительной протяженности оплавленных участ 
ков. При сварке однородных материалов это почти не отражается на прочности сварных соединений, при сварке разнородных — является условием, ограничивающим получение равнопрочных соединений: при повышении твердости стали СтЗ от 200 до 400 кгс/мм² прочность ее соединения с титаном ВТ1 падает

Рис. 19. Зависимость относительной суммарной протяженности оплавленных участков Қ в сварных соединениях титана ВТ1-1 со сталью СтЗ (кривые 1—3) и циркония со сталью 12Х18Н10Т (кривая 4) от кинетической энергии соударения W:

/) v_K = 2000 м/с; 2) v_K = 2500 м/с; 3) v_u — 3500 м/с; 4) о = 2000 м/с

К к

с 35 кгс/мм² до нуля; изменение твердости алюминиевых сплавов в соединениях со сталью 12Х18Н10Т позволило по оптимальным давлениям соударения Р построить «треугольник свариваемости», ограничивающий возможность получения равнопрочных соединений твердостью алюминиевых сплавов в HV 60 (рис. 21).

К чистоте механической обработки  контактирующих поверхностей предъявляется следующее требование: шаг между зубцами характерного для механической обработки пилообразного профиля не должен превышать длины волн, зафиксированных на границе раздела металлов при выбранных (оптимальных) условиях сварки данных материалов с гладкими (шлифованными или прокатанными) поверхностями. В противном случае длина волн принудительно повторяет шаг между зубцами механической обработки с образованием завихрений, а в них — соответствующих видов микронеоднородности.

Обязательными являются зачистка до металлического блеска и обезжиривание.

Технологические схемы сварки. Принципиальная схема сварки (см. рис. 7) и представления о динамике процесса (см. рис. 8) позволяют создать ряд технологических схем, приведенных на рис. 22.

 

Помимо приведенных, существует большое  число схем для сварки различных  специальных соединений узкого назначения (вплоть до сварки стыков проводов электрических  сетей).

Взрывчатые вещества для сварки. Наиболее употребительными являются насыпные ВВ, так как они позволяют легко создавать заряды требуемых форм и размеров. Наиболее важные характеристики выпускаемых промышленностью ВВ приведены в табл. 5. Показатель «критический диаметр» в ней характеризует минимальную площадь поперечного сечения заряда, обеспечивающую его устойчивую детонацию с указанной скоростью. Из-за значительного разброса скоростей детонации целесообразно для каждой партии ВВ определять ее опытным путем.

5. Характеристики ВВ, применяемых для сварки взрывом

Марка ВВ	Насыпная плотность, г/см3	Критиче ский диаметр, мм	Скорость детонаций, км/с	Г аран- тийный срок использования, месяцы
Гранулотол	0,95—1,0	60—80	4,5—5,0	24
Гранулит: С-2 АС-4	0,80—0,95	120—150 100-120	2,4—3,2 2,6—3,2
АС-8 Зерногранулит: горячего смешения 79/21 холодного  смешения 79/21 50/50В Аммониты: скальный № 1 № 3	0,87—0,92 0,85-0,90 0,80—0,85 0,85—0,90 0,95-1,1 0,90-1,1	80-100 25—35 50—60 40-50 5-6 8-10	3,6 4,2 3,6 4,2 4,8—5,3 4,5	6
В-3 (порошок)	0,85—0,9	13—15	3,6-4,0
№ 6 ЖВ		10-13	3,6—4,8	з
№ 7 ЖВ	0,78-0,83	11—13	3,5—4,0
№ 9 ЖВ № 10 ЖВ № ПЖВ-20 Аммонал: водоустойчивый 30/70В	0,72-0,78 0,75-0,80 1.1—1,18 0,95—1,1 0,85-0,90	20-25 15—20 12—14 12-14 40—60	3,5 3,2-3,6 3,5-4,0 4,5 3,8—4,5	6
ТЭН Аммиачная селитра Гексоген *2	1.0 1,05	—	1,8 8.3	—
** Патрон. *2 Применялся для сварки по угловой схеме, используется для изготовления детонационного шнура (ДШ).

 

Области применения. Перспективы и  области применения сварки взрывом  определяются способностью создавать  в твердой фазе прочные соединения за счет поверхностных металлических  связей без развития объемной диффузии вследствие скоротечности процесса на больших, практически неограниченных площадях (имеются примеры сварки соединений площадью 15—20 м²). Это позволяет применять сварку взрывом для:

изготовления композиционных сутунок  и слябов с высокопрочным соединением слоев из разнородных металлов, сплавов и сталей для прокатки в двух- и многослойные листы;

 

Ультразвуковая  сварка

5 £ я £ S^'iaog непосредственного изготовления биметаллических

S«o5 листов металлов и сплавов в любых сочетаниях;

|з” I я изготовления сплошных и полых цилиндрических

S композиционных заготовок для профильного проката и непосредственного использования в деталях машин;

s® I он непосредственной облицовки заготовок деталей

| я 5 о. “ машин (например, лопастей гидротурбин) металлами

*?& и сплавами;

цвчз* изготовления из разнородных металлов и сплавов плоских композиционных карточек с высокопрочным _я I .. I £• | чсоединением слоев, вырезки из них поперек слоев

^5' о->, переходников необходимой конфигурации (полос, ко-

2дя'§ те* , | лец, фланцев и т. п.) и вварки их обычными спосо-

бами между деталями из одноименных материалов; в этом случае открываются широкие возможности

§*§'£« Д^ля создания композиций с промежуточными слоями,

* m ^н я gg играющими при нагревах роль диффузионных барье-

§ 2 2 " ° ^ 2 S' ров между основными, и для повышения прочности и

о.» я” I g s * I работоспособности таких переходников с помощью

.. g S'с ° “з | контактного упрочнения промежуточных слоев при

с я^ю § Г. уменьшении их относительной толщины в неограни-

• -&S ченных пределах;

о л³» изготовления в виде плоских листов и цилиндри-

о ческих обечаек волокнистых композиционных материа-

• и * S а «я ^ч°" ^{лов с} неограниченным числом слоев матрицы и волокон;

»^a4f-S изготовления некоторых типов сварных соедине-

й s°og ^ний между элементами конструкций из однородных и

^& ||vg я разнородных материалов (например, труб с трубными

к 11« ° g « g 1 | досками);

• " ;5 * s яд£^<=, нанесения порошковых покрытий на металличе-
• ² 5 £ § t § i ские поверхности.

5 Н И m I « • !_Г • *

t—r д n X ® ^ Я

g Ч^я°з ''Ч^с,2о

о О * О £ *

"■§§§» Зг.-Ц УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СВАРКА

о S * ^w § й°° ®^{05 а}

3 я°§о §--°§я Ультразвук находит широкое применение в науке для

g- 5«®® со^я исследования некоторых физических явлений и свойств

^ш ° ° £ g ао^пя* веществ. В промышленности ультразвуковые колебания

g х>,я5 используются для очистки и обезжиривания изделий,

Для обработки труднообрабатываемых материалов.

8 § ^ 2 ° Установлено благоприятное влияние ультразвуковых

а I о £ | | ® | ч колебаний на кристаллизующиеся расплавы — проис-

3 Sg^ ходит дегазация и измельчение зерна и улучшение

• *-§1 механических характеристик литых металлов. Полу-

° °и м н к § ^ft чены положительные эффекты при воздействии ультра-

is S g Э I звуковых колебаний с целью снятия остаточных на-

о пряжений. Широкое использование ультразвук нахо-

& днт с целью интенсификации многих медленнотекущих

S _s®£s^ i⁴«cuog химических реакций. Известна аппаратура для конт-

§ Р^оля УР^0ВНЯ жидкости, скоростей ее течения и т. п.

и S as .. о я S о и Успешно используется ультразвук для контроля каче-

ф ^ ч 1 о* * * х ^к ства литья, сварных соединений и т. п.

fr^-1 яр^ЩЙ®»!?!! В сварочной технике ультразвук может быть

<n !§ *=* S о ^я § £ 2 ^ использован в различных целях. Воздействуя им на

°¹ 3«яяя1з^сзао. сварочную ванну в процессе кристаллизации, можно

^ | &“ £ S I S I I г! м улучшить механические свойства сварного соедине-

a ^1шя благодаря измельчению структуры металла шва