Obrabotka Metallov 2014 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (64) 2014 52 ТЕХНОЛОГИЯ Введение Из существующего многообразия методов соединения разнородных материалов, в том чис- ле и листовых металлических композиций, мож- но выделить технологии, основанные на сварке разнородных материалов при помощи взрыва [1–4]. Как любой технологический метод, сварка взрывом имеет определенную область для ее ре- ализации и обладает рядом ограничений, связан- ных со спецификой самого процесса. Специфика сварки взрывом, которую можно рассматривать как технологический метод получения слоистых композиций, заключается в следующем [2]:  возможность высокопрочного соединения разнородных металлов, диффузионная сварка которых и сварка плавлением невозможны;  сварка взрывом позволяет получать компо- зиции соединений из металлов с резко различа- ющимися температурами плавления;  особенности процессов, имеющих место при сварке взрывом, позволяют соединять ме- таллы с прочными поверхностными пленками, разрушить которые для создания контакта ме- таллов по ювенильным поверхностям не пред- ставляется возможным при использовании мето- дов пластического деформирования, например, прокатки [5];  соединение пар металлов, таких как сталь- титан, сталь-алюминий, медь-титан, медь-алю- миний, образующих интерметаллидные про- слойки, возможно лишь при развитии высоких температур в зоне стыка в узком временном ди- апазоне, что реализуется при сварке взрывом;  технологический диапазон толщин пла- кирующего металла при сварке взрывом со- ставляет от 0,03 до 30 мм, что является весьма привлекательным фактором с целью получения слоистых композиций. Использование композиционных соедине- ний, полученных сваркой взрывом, как кон- струкционных материалов требует поиска тех- нологических методов их обработки, в том числе и раскроя на этапе заготовительного производ- ства. Из существующего в настоящее время мно- гообразия технологических методов раскроя ли- стовых материалов наиболее привлекательным с позиций достигаемой точности и качества реза при обеспечении высокой производительности обработки является тонкоструйная плазменная резка [6]. Данная технология обеспечивает рас- крой листовых металлических материалов в широком диапазоне толщин (до 160 мм) с произ- водительностью процесса, характерной для плаз- менно-дугового метода [7], с точностью и каче- ством реза, присущих лазерной обработке [8]. Перспективы использования тонкоструйной плазменной резки для повышения эффектив- ности раскроя листовых материалов в загото- вительном производстве подробно изложены в работе [9], а изучению механизмов формообра- зования с оценкой точности и шероховатости реза посвящены исследования авторов [10, 11]. Для изучения технологических возможно- стей тонкоструйной плазменной резки примени- тельно к раскрою биметаллических композиций авторами проведены экспериментальные иссле- дования по обработке отдельных составляющих биметаллов. Так, в работе [12] обоснован выбор технологических схем и оптимизация тонко- струйной плазменной резки конструкционных сталей на примере раскроя листового проката углеродистой стали Ст3. Оптимизации техно- логических режимов раскроя данной стали по критериям качества реза также посвящены ис- следования, результаты которых приведены в работе [13]. Изучение обрабатываемости другого представителя биметаллического соединения – легированной стали 12Х18Н10Т с использова- нием данной технологии представлено авторами в работе [14]. Целью работы является обоснование выбо- ра технологических схем, оптимизация режи- мов и изучение точности и качества реза би- металлической композиции «сталь Ст3 + сталь 12Х18Н10Т» с использованием тонкоструйной плазменной резки. 1. Методики экспериментальных исследований Описание технологического комплекса тон- коструйной плазменной резки на базе установки Hi-Focus 130i, методик оценки качества и точ- ности реза, а также аналитическое оборудование представлено А.Х. Рахимяновым в статье [12]. В качестве материала исследований исполь- зовалось биметаллическое соединение «сталь Ст3 + сталь 12Х18Н10Т», полученное сваркой взрывом в лаборатории взрыва Института ги- дродинамики СО РАН. В качестве исходных ма-