Технология сварки прокаткой.

13.2.1. Подготовка к сварке.

Исходной заготовкой служит пакет, состоящий из двух слоев металла в виде пластин. Перед сборкой в пакеты заготовки правят, а их свариваемые поверхности механически обрабатывают, зачищают стальными щетками или подвергают травлению и обезжириванию. Для предотвращения окисления поверхности заготовок при нагреве перед сваркой пакеты герметизируют по периметру.

13.2.2. Выбор параметров режима сварки прокаткой.

Основными регулируемыми параметрами сварки прокаткой являются:

1) Т – температура заготовок перед сваркой, °С;

2) D – диаметр валков, мм;

3) n – число оборотов валков, мин ^-1;

4) ‑ величина обжатия, %.

Производными этих параметров являются: v – скорость прокатки, мм/с; l – длина дуги захвата, мм; t_в – длительность взаимодействия; - скорость деформации в очаге деформации, с^-1; причем:

где h₀ и h_к – исходная и конечная толщины прокатываемого элемента.

13.2.3. Оборудование, применяемое при сварке прокаткой.

Сварку прокаткой осуществляют на обычных прокатных станах, используемых для получения однослойных заготовок аналогичного размера.

Сущность сварки взрывом.

Сварка взрывом – вид сварки давлением, осуществляемый под действием энергии, выделяемой при взрыве заряда взрывчатого вещества.

Принципиальная схема осуществления сварки взрывом приведена на рис. 13.3. Неподвижную пластину 4 и метаемую пластину 3 располагают под углом на заданном расстоянии h от вершины угла. На метаемую пластину укладывают заряд 2 взрывчатого вещества. В вершине угла устанавливается детонатор 1. Сварка производится на опоре 5 (металл, песок). Площадь метаемой пластины, как правило, больше площади основной пластины. Нависание метаемой пластины над основой необходимо для уменьшения влияния эффекта бокового разлета продуктов взрыва при детонации плоского заряда взрывчатого вещества.

Рис. 13.3. Схема сварки взрывом под углом:

1 – детонатор; 2 ‑ заряд взрывчатого вещества; 3 ‑ метаемый элемент; 4 – неподвижный элемент; 5 – опора.

На практике чаще всего применяется более простая, так называемая параллельная схема, когда угол =0.

При инициировании взрыва по заряду взрывчатого вещества распространяется детонационная волна, скорость фронта которой D измеряется тысячами метров в секунду. Под действием высокого давления расширяющихся продуктов взрыва метаемая пластина приобретает скорость v₀порядка нескольких сотен метров в секунду и соударяется с неподвижной пластиной под определенным углом . В окрестности точки соударения развиваются давления, на порядок превосходящие пределы прочности материалов, которые, согласно гидродинамической теории, текут подобно жидкостям. Течение в зоне соударения определяется углом соударения и скоростью точки контакта v_к, которые связаны с исходными параметрами соударения и позволяют изменять режим сварки. В определенном диапазоне изменения этих двух параметров впереди точки контакта возникает стационарный поток массы соединяемых материалов в виде кумулятивной струи или облака дисперсных частиц. При этом производится самоочищение свариваемых поверхностей, а за точкой контакта создаются условия для их сближения под действием высоких давлений соударения и совместного пластического течения. Длительность процесса составляет 10^-6 – 10^-5с., поэтому диффузия на заметную глубину происходить не успевает. В оптимальных режимах соударения расплавы не фиксируются.

Для создания в зоне соударения свариваемых пластин необходимых условий соединения их в твердой фазе необходимо, чтобы скорость точки контакта v_к была меньше скорости распространения объемных волн сжатия с; в противном случае металл не успевает деформироваться и сварка не произойдет. Это условие осуществляется применением взрывчатых веществ с соответствующей скоростью детонации.

Энергия, необходимая для сварки двух поверхностей металла и затраченная на пластическую деформацию прилегающих к ним слоев, определяется по формуле:

где m₁ и m₂–соответственно массы метаемой и неподвижной пластин.

Скорость движения точки контакта v_к определяет скорость распространения зоны высокого давления по свариваемым поверхностям. При угловой схеме сварки:

При начальном параллельном расположении пластин:

13.3.1. Преимущества сварки взрывом:

- возможность соединения между собой металлов и сплавов, образующие твердые и хрупкие интерметаллиды, например, стали с алюминием или титаном;

- возможность плакирования изделий любой формы и размеров.

Технология сварки взрывом.

Подготовка материалов к сварке.

Перед сваркой взрывом соединяемые материалы должны быть очищены от загрязнений масляными пленками, ржавчиной, окалиной, так как при скоростях детонации 2000-2500 м/с с контактной поверхности удаляется только тонкий слой до 12 мкм. Свариваемые поверхности должны быть зачищены до металлического блеска или протравлены и обезжирены.

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒