Сварка взрывом

 

-подготовка поверхностей

 

Соединяемые поверхности перед сваркой должны быть чистыми (в особенности по органическим загрязнениям), так как ни действие кумулятивной струи, ни вакуумная сдвиговая деформация при соударении полностью не исключают вредного влияния таких загрязнений. Однако полной и очень тщательной зачитски поверхностей этот метод не требует.

 

 

Область применения

 

 

Сварка взывом применяется при изготовлении следующих деталей:

- Двух и трёхслойные  листы , полученные сваркой взрывом  с последующей прокаткой в  виде листов и рулонов –  штрипсов. Плакирующий  слой  в  заготовке   под прокатку  из  нержавеющей стали  имеет толщину  10-16 мм. Толщина  листов после  прокатки  2-30 мм , толщина  плакирующего  слоя  5-20 %  от  общей  толщины.

- Трубы  бесшовные  и  электросварные   коррозионно-стойкие  с плакирующим слоем из высоколегированных  сталей и сплавов толщиной  0,4-0,5мм 

- Плакировать методом  сварки  взрывом   коррозионно-стойкой  сталью и цветными металлами  готовые изделия, поковки, заготовки: трубные решётки, цилиндры, лопасти  и т.п. из стали  и цветных  металлов 

- Переходники двух и  трёхслойные плоские и цилиндрические:  для сварки металлоконструкций  из  разнородных материалов,  например  стали и  алюминия, титана и  алюминия, стали  и титана и  т.п. ,  трубопроводов, в  том  числе  для  монтажа  труб с  покрытием  из полимеров, стекло эмали, стекла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технико-экономические преимущества

 

Несомненное достоинство данного способа – простота технологических операций и высокое качество получаемых соединений; прочность сцепления слоев в изготовленных взрывом биметаллах и многослойках, как правило, превышает прочность наиболее слабого материала (при испытании образцов на отрыв разрушение происходит по более слабому материалу). Кроме того, сварка взрывом позволяет получать соединения практически всех коммерческих металлов и сплавов, в том числе и таких, которые сварить другими способами весьма проблематично (сталь+алюминий, сталь+титан, алюминий+медь, сталь+медь и др.). Весьма эффективно применение сварки взрывом в мелкосерийном и штучном производстве при быстро меняющейся конъюнктуре рынка, поскольку для реализации технологий сварки взрывом не требуется дорогостоящего оборудования и серьезных капитальных вложений

Сварка взрывом, являясь по сути «холодной сваркой», позволяет соединять между собой металлы с различными физико-механическими характеристиками. При этом, сварку взрывом можно использовать как первоначальный этап по производству биметаллических материалов, производя в дальнейшем прокатку биметаллических заготовок до необходимых размеров.Разработан новый вид сварки взрывом для получения тонколистовых заготовок биметаллов или многослойных металлических материалов, позволяющий получать прочное соединение между металлами или сплавами на площади до сотен квадратных метров. При этом заготовка представляет собой биметалл, свернутый в многовитковой рулон высотой 0,5-1,5 метра и длиной от одного до нескольких десятков метров в зависимости от толщины свариваемых металлов или сплавов. Толщины соединяемых металлов от 0,1 мм до 2 мм.

-недостатки метода:

    Однако, несмотря на многочисленные приемущества сварки взрывом, существуют так же значительные недостатки, такие как:  малая автоматизация процесса, большая трудоемкость процесса, жестокие требования к безопасности проведения работ и хранения взрывчатых веществ.Поскольку сварка взрывом имеет ряд особенностей, таких, например, как нестабильность детонационных процессов в применяемых ВВ и сильная зависимость скорости детонации D от химического и гранулометрического состава, требуется систематический контроль параметров с помощью электроизмерительных приборов по специальным методикам. Поэтому сварка взрывом при кажущейся технологической простоте достаточно наукоемкая область производства, требующая высокой квалификации персонала и серьезной исследовательской базы.

Сотрудниками "Уралхиммаш"на основе анализа обширных экспериментальных данных разработана уникальная методика определения оптимальных технологических параметров сварки взрывом различных пар металлов, оформленная в виде пакета прикладных программ, которая позволяет в очень короткие сроки разрабатывать промышленные технологии по сварке взрывом.

Методика базируется:

– на определении оптимального остаточного давления продуктов детонации, оказывающего положительное влияние на качество получаемого соединения;

– на определении оптимальных периферийных нависаний метаемой заготовки, исключающих нежелательные краевые эффекты, с учетом детонационно-баллистических характеристик ВВ, величины сварочного зазора и толщины заряда;

– на сопутствующем контроле параметров сварки взрывом (скорость детонации, угол соударения, стабильность процесса детонации) с использованием комплекса специализированной измерительной аппаратуры.

Внедрение методики в производство позволило свести процент брака практически к нулю, что особенно актуально при изготовлении  мелкосерийного и штучного оборудования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Достижения последних лет

 

Недавно разработан новый способ сварки взрывом с использованием теплового потока ударно сжатого воздуха. В отличие от известных способов сварки взрывом, прочное соединение происходит при гораздо меньших нагрузках, снимается ограничение на скорость точки контакта. Это позволяет расширить номенклатуру свариваемых материалов. Прочностные испытания различных образцов, сваренных по данной технологии, показывают, что прочность на отрыв сварного шва не ниже прочности наименее прочного металла.

  Так же развивается рулонный способ сварки взрывом изделий из тонколистовых заготовок.  Возможна сварка взрывом тонколистовых и многослойных заготовок из титана, никеля, стали и других металлов.

Разработана технология изготовления из трёхслойного коррозионно-стойкого листа толщиной 3 8 мм, изготовленного сваркой взрывом с последующей прокаткой, плакированной с обеих сторон тонким толщиной порядка 0,3 0,8 мм слоем коррозионно-стойкой стали.

Разработана оригинальная технология реконструкции баков, отработавших свой срок и имеющих коррозионные повреждения. По этой технологии реконструированы два аккумуляторных бака ёмкостью 5000 м3 на Омской   ТЭЦ-6.

Разработана технология производства крупногабаритного биметалла сталь-титан в среде защитных газов, которая обеспечивает получение биметалла высокого качества, соответствующего мировым стандартам.

 Разработана технология  и осуществлено производство  двух и трёхслойных трубных  переходников для монтажа трубопроводов  из труб с защитным слоем  из полимера и стеклоэмали  на внутренней и наружной поверхности.

 Разработаны технологии  и произведены партии биметалла  алюминий-медь, сталь-медь для изготовления  переходных токопроводящих элементов  трансформаторов и соединения  шин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Высокопроизводительный и экономичный процесс сварки взрывом позволяет получать соединения практически любых разнородных металлов и сплавов с прочностью на уровне прочности основных металлов. Так, получение крупногабаритных заготовок биметаллов титан-сталь, алюминий сталь, цирконий-сталь, и многих других возможно только с помощью сварки взрывом.

Сварка взрывом – уникальный метод, позволяющий получить зону сплошного соединения по поверхностям двух и более металлов или сплавов площадью до десятков квадратных метров. При этом наносимый слой может иметь толщину от 0,1 мм до 30 мм, а толщина металла- основы не ограничена.

Методом сварки взрывом можно получать разнообразные биметаллические, многослойные и композиционные материалы с улучшенными прочностными, коррозионно-стойкими, жаропрочными и другими свойствами для нужд химического машиностроения, нефтегазовой, алюминиевой, электротехнической и других отраслей промышленности. Номенклатура материалов, сваренных взрывом, достаточно велика и постоянно расширяется.

Технологии получения материалов и деталей оборудования с использованием сварки взрывом на протяжении более десяти лет успешно применяются на предприятиях Сибири, Европейской части России и за границей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Чувичилов В.А. "Исследование и разработка технологий изготовления сварки взрывом композитов электротехнического назначения", Волгоград,2005г.

2. Лысак В.И. "Сварка взрывом и свойства сварных соединений", Волгоград, 2002г.

3. Фролов В.А. "Специальные методы сварки и пайки", ИнтерметИнженеринг, 2003г.

4. Рихтер Д.В. "Совершенствование метода сварки взрывом", 2009г

5. Конон Ю.А. "Сварка взрывом", 2003г.

6. Кривенцов А.Н. "Проектирование и изготовление сварки взрывом ВМК", 2005г

7. Шестаков С.А. "Конструкционная сварка взрывом", 2007г.

8. Симонов В.А. "Области сварки взрывом", 2005г