Obrabotka Metallov. 2017 no. 4(77)

OBRABOTKAMETALLOV № 4 (77) 2017 61 MATERIAL SCIENCE а б в г заготовок. Таким образом, деформационному воздействию подвергается весь объем пластин. Фактически при сварке взрывом отсутствует ти- пичная для других методов сварки зона основно- го металла с неизмененной, т. е. первоначальной структурой. Согласно расчетам максимальная степень пластической деформации при сварке взрывом достигает 6 и более. Однако значения такого уровня характерны лишь для очень узкого слоя (менее 50 мкм), расположенного вдоль грани- цы соединяемых заготовок, а также для центров вихревых зон, возникающих вблизи гребней и впадин волн. Высокие значения деформации объясняются аномальным уровнем давления, приводящего к существенному нагреву матери- ала и его термическому разупрочнению. Результаты расчетов, представленные на рис. 3, в , позволяют сделать выводы о харак- тере температурных изменений, сопутствующих сварке материалов взрывом. Узкая зона вдоль межслойных границ подвергается разогреву до температур, превышающих температуру плавле- ния стали. Особенно высокие температуры дости- гаются в вихревых зонах. Результаты численного моделирования подтверждают предположение о том, что вихревые зоны в процессе сварки взры- вом находятся в расплавленном состоянии. Следует отметить, что используемая в Autodyn модель взаимодействия заготовок не позволяет учесть эффекты, обусловленные те- плопроводностью и приводящие к охлаждению материала. В соответствии с используемой мо- делью процессы пластической деформации реа- лизуются в адиабатических условиях и теплооб- мена между разогретым металлом и смежными объемами пластин не происходит. С учетом вы- соких скоростей соударения данное предпо- Рис. 3. Результаты моделирования процесса косого соударения пластин из стали 20 методом гидродинамики сглаженных частиц: а – перераспределение материала, иллюстрирующее формирование волновых и вихревых зон в области сварного шва; б – карта распределения значений давления; в – карта распределения значений деформации; г – карта распределения значений температуры Fig. 3. Results of SPH simulation of an oblique collision of low carbon steel plates: a – materials location; б – pressure distribution; в – plastic strain distribution; г – temperature distribution