Новочеркасский завод сварочных электродов

Сварка взрывом

Взрывная сварка или же сварка взрывом, является таким видом сварки, когда сваривание деталей происходит на основе энергии направленного взрыва.svarka-vzryvom

Сварка взрывом является одной из разновидности обработки различных металлов взрывом.

При использовании взрывной сварки, деталь, которая подлежит свариванию, располагается под определённым углом к той детали, которая является мишенью, или же располагается параллельно этой детали.

Далее в движение приводится контролируемый взрыв, от которого первая деталь, с высокой скоростью ударяется об вторую деталь, таким образом и получается неразъёмное сварочное соединение, за счёт деформации поверхностей обеих деталей.

Объёмная диффузия не успевает развиваться за счёт того, что у сварки взрывом очень высокая скоротечность.

Сварку взрывом, или же взрывную сварку в основном применяют для сплавов и металлов, которые являются разнородными.

Стоит отметить, что перед тем как начать производить сварку взрывом, необходимо тщательно зачистить детали, которые будут подвергаться взрывному свариванию до металлического блеска, соответственно эти детали, так же должны быть обезжирены.

Что касается взрывных веществ, применяемых для взрывной сварки, то к таким веществам относятся непосредственно вещества насыпные, такие как:

  • Аммонал
  • Гранулит
  • Аммиачная селитра
  • Гранулотол
  • Аммониты
  • Гексоген
  • Селитра

В современных сварочных процессах, для взрывной сварки могут использовать взрывчатые вещества, вес которых может составлять от нескольких граммов, до нескольких сотен килограммов.

Энергия, которая выделяется при сварке взрывом, если говорить точнее, то большая часть этой энергии, излучается ударными волнами в окружающую среду, так же эта энергия может излучаться в виде разлетающихся осколков, либо же в виде различных сейсмических возмущений

Самым опасным и самым поражающим фактором взрыва является конечно же ударная волна.

Именно по этой причине, сварку взрывом используют на отдалённых от жилых домов полигонов, а так же в специально изготовленных для этого, взрывных камерах.

Особенности сварки взрывом

Сварочное соединение при сварке взрывом образуется практически мгновенно, по времени этот процесс составляет около миллионной доли секунды.

При использовании взрывной сварки, соединения которые подлежат свариванию, практически не имеют ограничений по величине.svarka vzryvom

Одной из главных особенностей сварки методом взрыва, является то, что взрывная сварка даёт возможность производить сваривание практически любого металла.

Следует обратить внимание на тот факт, что если готовые изделия подвергать вторичному нагреванию, очень вероятно появление интенсивной диффузии, в той зоне, где располагается сварочное соединение.

Именно это может с большой долей вероятности привести к глобальному снижению прочностных свойств свариваемого изделия, а если готовое изделие подвергать повышенным температурам, то такой процесс может вообще свести все свойства по прочности и надёжности, к нулю.

Чтобы избежать и предотвратить эти неприятные моменты, сварку взрывом используют, проводя её через специальные металлические прослойки, которые называются промежуточными, эти прослойки не образуют никаких химических соединений с материалами, которые подвергаются сварке взрывом.

К примеру, для сварки взрывом стали и титана, в качестве той самой промежуточной прослойки (материала), используют такие вещества, как: тантал, ванадий, либо же ниобий.

Критические значения скоростей контакта, при которых начинается оплавление

№ п/п Свариваемая пара Скорость метания, м/с Критическая скорость
контакта, м/с
Теплота давления,
Дж/т
Литературный источник
1 Алюминий
АД-1
640 1700-1500 1847 31
2 -//- 900 1500-1400 1847 >>
3 Сталь Ст.3 460 1500-1300 1355 >>
4 -//- 650 1400-1300 1355 >>
5 Медь М-1 440 1200-1300 1220 >>

Условия 

Сварка взрывом сама по себе является разновидностью сварки давлением, в этом очень легко убедиться, рассмотрев немного поближе сварочный процесс взрывной сварки.

Для того, чтобы произвести сварку взрывом, необходимо соблюсти некоторые требования, без которых использование взрывной сварки будет просто невозможным.

  1. Плотный контакт свариваемых поверхностей друг с другом.
  2. Присутствие у свариваемых поверхностей пластической деформации.
  3. Повышенная температура, которая снижает время сварочного процесса.

Для того, чтобы произвести сварочный процесс взрывным методов, все эти условия должны быть выполнены.

В тот момент, когда происходит соударение, пластина, которая играет роль метаемой по отношению к другой, неподвижной пластине, имеет удельный запас энергии (кинетической) на единицу свариваемой поверхности в месте соударения.

Когда при соударении происходит сваривание, дальше пластины начинают движение как одно, неразлучное целое, исходя из этого, можно смело сказать, что такое сваривание не будет надёжным и конечно же упругим.

 Стоит отметить, что одну из главных ролей, играющих на качество и надёжность сварочного соединения при сварке взрывом, играет непосредственно то, с какой скоростью происходит метание.

Если скорость метание недостаточная, небольшая, то сварочное соединение вряд ли вообще образуется, даже если другие параметры и значения будут в норме.

И напротив, можно с лёгкостью получить надёжное и качественное сварочное соединение, при совершенно, разнообразных скоростях контакта, при соответствующей, правильно рассчитанной скорости метания.

Скорость метания при взрывной сварке очень важна, так если при сварке взрывом, значение скорости метания, непосредственно влияет на вид соединяемой зоны.

Другими словами, скорость метания контакта напрямую влияет на тепловую концентрацию в свариваемой зоне.

Влияние прочности металлов на параметры зоны соединения,
сваренных взрывом образцов

№ п/п Временное
сопротивление
отрыву, МПа
Количество
оплавленного металла, Мм2/мм
Ширина
зоны
упрочнения, мм
1 600 0,069 1,80
2 800 0,080 1,40
3 1000 0,094 0,80
4 1200 0,107 0,60
5 1400 0,115 0,40
6 1500 0,125 0,30

Режимы 

Как таковых, однозначных расчётов режимов при взрывной сварке ещё не принято, поэтому чаще всего при сварке взрывом прибегаю к методам экспериментальным.

Дело в том, что до сих пор отсутствует теория глубоко разработанного процесса сварки взрывом, так как досконально изучить сварку взрывом практически невозможно, из-за того, что трудно предсказать поведение взрывной волны и металла до мельчайших деталей.

Именно поэтому, для каждого конкретного случая, применяю специально разработанную методику и специально рассчитанные режимы.