Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 433 дуговая [6 - 8], струйно-гидравлическая [9] обработки. Повышение требований к точности и качеству раскроя листовых материалов способствовало разработке новых и совершенствованию существующих технологий. Примером является разработка тонкоструйной плазменной резки как модификации плазменно-дугового метода. Эффективность ее использования в заготовительном производстве подтверждается данными работы [10]. Полученные результаты по тонкоструйной плазменной резке различных классов материалов свидетельствуют о перспективах ее использования [11-15]. Так, в работе [11] представлены экспериментальные результаты по раскрою меди М1, [12] – алюминия А5М, [13, 14] – конструкционных углеродистых сталей Ст3, стали 45, [15] – нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Авторами отмечается достижение показателей качества реза, характерное лазерным технологиям, при высокой производительности процесса. Исследованию перспектив в расширении технологических возможностей тонкоструйной плазменной резки биметаллических композиций «сталь Ст3 + медь М1», «сталь Ст3 + сталь 12Х18Н10Т» посвящены работы [16, 17]. Отмечается возможность реализации данной технологии для раскроя биметаллических пакетов толщиной от 0,5 до 80 мм. Если для пакетов значительной толщины структурно-фазовое состояние сварного шва биметаллического соединения разнородных материалов не столь существенно для формирования канала реза, то при раскрое композиции тонколистовых материалов данное обстоятельство может быть определяющим. Для успешной реализации тонкоструйной плазменной резки композиций, когда следует принимать во внимание наличие зоны сварного соединения, необходимо выявить особенности ее структурно-фазового состояния. Обсуждение результатов Справедливость теоретической модели Бахрани-Кроссланда, объясняющей возникновение волнообразования при соединении металлических материалов при помощи взрыва, подтверждена рядом исследований [2, 3, 18]. Действительно, во всех исследованных в настоящей работе биметаллических композициях присутствует волнообразный характер сварного соединения (рис. 1), при этом течение металлов в композициях различается. Так, в биметаллической композиции «сталь Ст3 + сталь 12Х18Н10Т» (рис. 1 а ) течение металлов в зоне стыка имеет скорее ламинарный характер (рис. 2 а ) при незначительной асимметрии волн. Последнее можно объяснить равными значениями плотностей свариваемых материалов. Рис. 1 . Волнообразный характер соединений биметаллических композиций, полученных сваркой взрывом: а – «сталь Ст3 + сталь 12Х18Н10Т»; б – «сталь Ст3 + алюминий А5М»; в – «сталь Ст3 + медь М1» При этом встречаются отдельные гребни с элементами проявления действия вихревых (рис. 2 б ) и турбулентных потоков с образованием так называемых «вихревых мешков» (рис. а б в