Obrabotka Metallov. 2017 no. 4(77)

OBRABOTKAMETALLOV № 4 (77) 2017 57 MATERIAL SCIENCE кер Д., являвшийся директором отделения пла- кирования взрывом компании DMC (Dynamic Materials Corporation) – мирового лидера в обла- сти сварки взрывом, отмечал, что этот тип свар- ки востребован, как правило, при получении крупногабаритных металлических пластин, ис- пользуемых в производстве емкостей высокого давления, теплообменников, химического обо- рудования. Сваренные взрывом заготовки могут быть использованы также в качестве промежу- точных вставок, применяемых в дальнейшем для сварки плавлением заготовок из разнород- ных материалов. Максимальные размеры соединяемых взры- вом заготовок могут превышать 10 м. Толщина плакирующих слоев находится в диапазоне от 0,025 до 100 мм, а толщина плакируемого ма- териала – от 0,025 мм до 1 м и более. Одно из основных требований, предъявляемых к свари- ваемым материалам, касается их пластичности, способности выдерживать интенсивную дефор- мацию без разрушения заготовок. Важный фак- тор, который должен быть также учтен при вы- боре сочетаний разнородных материалов, связан с возможностью формирования в зонах сварных швов хрупких интерметаллидных фаз. Типичная схема сварки взрывом, реализу- емая при использовании в качестве заготовок плоских образцов, представлена на рис. 1. Над неподвижной пластиной с зазором устанавли- вается метаемая пластина с нанесенным на нее слоем взрывчатого вещества (ВВ) (рис. 1, а ). Де- тонация инициируется электрическим детонато- ром, установленным с одной из сторон пласти- ны. Детонационная волна с высокой скоростью распространяется по заряду ВВ и приводит к образованию газообразных продуктов, оказыва- ющих давление на метаемую пластину, ускоряя ее по направлению к нижней. Процесс сопрово- ждается изгибом метаемой пластины (рис. 1, б ) и ее косым соударением с неподвижным осно- ванием. При определенных режимах соударения (скорости и угле соударения) происходит форми- рование прочного соединения. Показано, что в процессе соударения пластин тонкий поверхностный слой свариваемых мате- риалов «выдавливается» вперед в виде так назы- ваемой струи или пелены (в англоязычной лите- ратуре – «jet»). Это явление приводит к очистке соударяемых пластин от загрязнений и оксид- ных слоев и обеспечивает контакт ювенильных поверхностей. Высокие значения давлений и температур, достигаемые в зоне контакта, явля- ются факторами, способствующими образова- нию прочной связи между соединяемыми заго- товками. Одной из характерных особенностей сварки взрывом является образование волнообразных границ раздела между свариваемыми пластина- ми [9]. Следует отметить, что такая форма гра- ниц проявляется не всегда, и плоские границы раздела часто обеспечивают прочные соедине- ния [13]. Сварку взрывом обычно относят к процес- сам соединения в твердом состоянии [5, 7]. Тем не менее во многих работах показано, что тон- кий слой материала, находящийся на границе между соединяемыми заготовками, претерпева- ет плавление [23, 24]. Расплавленные зоны мо- гут вытягиваться в виде непрерывных прослоек либо формировать отдельные островки вдоль соединяемых пластин. Ввиду характерного тур- Рис. 1. Типичная схема сварки взрывом с параллельным расположением пластин Fig. 1. Classical scheme of explosive welding with parallel arrangement of plates а б