Применение взрыва в сварочной технике

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Применение взрыва в сварочной технике

Эта глубина значительно превышает толщину поверхностного слоя, в пределах которого степень пластической деформации контролируется кинематикой формирования прочных сварных соединений
...
Вместе с тем использование отношения АЕ/Ев вычислениях допустимо, если эпюры gmax = =/(у) и в основе, и в метаемом элементе идентичны, чего не может быть при СВ разнородных металлов
...
Кроме того, она одновременно указывает на возможность согласования представлений о границах существования СВ, характерных для двух различных подходов — гидродинамического и энергетического
...
Естественно, эти точки, оптимальные с точки зрения энергетического подхода, располагаются внутри гидродинамического окна свариваемости, по крайней мере, для небольших толщин метаемых пластин, которые наиболее часто встречаются в технологической практике
...
Пакеты фольг фотографировали до и после СВ, а затем, накладывая друг на друга снимки (ролы, ориентированных во взаимно перпендикулярных направлениях, получали своеобразную координатную сетку
...
Схематическое изображение трех областей деформации в зоне волнообразования:/ — область деформации двух знаков; 2 — зона резко неоднородной деформации; 3 — зона практически однородной деформации
...
Эта область относительно невелика, она прилегает к условной границе раздела металлов и располагается с тыльной по отношению к направлению Ук стороны волны
...
В этой зоне слои фольг во вставках сильно утонены вследствие деформации металла либо в направлении скорости Ук, либо в обратном направлении, что зависит от условий внедрения бугров деформации
...
Энергию МУг разбить на две составляющие:где )¥2 — энергия, затрачиваемая на пластическую деформацию металла в зоне волнообразования толщиной 2а и ограниченной координатами у = ±а ; 1¥2" — энергия, затрачиваемая на пластическую деформацию металла вне зоны волнообразования
...
Эта область относительно невелика, она прилегает к условной границе раздела металлов и располагается с тыльной по отношению к направлению Ук стороны волны
...
В этой зоне слои фольг во вставках сильно утонены вследствие деформации металла либо в направлении скорости Ук, либо в обратном направлении, что зависит от условий внедрения бугров деформации
...
Представлялось бы интересным дополнить его видами сварки как механического, так и термомеханического классов и определить в полученном ряду место СВ и ее соседей
...
Физико-химические условия образования соединений в твердой фазеПри сварке давлением соединение металлов образуется в результате развития сложных, взаимосвязанных и часто конкурирующих физико-химических процессов
...
Все виды сварки давлением основаны на том, что соединение формируется в результате пластической деформации контактирующих объемов, которая сопровождается накоплением макропластичес-кой деформации соединяемых частей
...
Очевидно, особенности процесса формирования соединения и его свойства зависят от условий, при которых происходит деформирование контактирующих объемов материалов (реализуемые механизмы, особенности структурных превращений в течение деформирования и т
...
При соединении однородных металлов стадии 1 и 2 почти сливаются, так как активация обеих сопрягаемых поверхностей при их сближении начинается с разрушения отдельных микронеровностей, которое вызывается совместной пластической деформацией
...
В плоскости контакта процесс завершается слиянием отдельных ядер в области их взаимодействия, тогда как в большей части поля зоны контакта эта фаза заканчивается релаксацией напряжений
...
Таким образом, процесс схватывания металлов в твердой фазе можно представить как химическую реакцию, в результате которой между атомами двух соединяемых поверхностей происходит межатомное валентное взаимодействие и образуются химические связи
...
К анализу физико-химических условий образования твердофазных соединений: а — зависимости £[И) для: / — физической адсорбции атомов кислорода с атомами металла (£, — энергия связи Ван-дер-Ваальса Ме—О); 2 — химической адсорбции атомов кислорода с атомами металла (в рассматриваемой модели взаимодействия каждая поверхность уже находится в состоянии, описываемом такой кривой, Е2 — энергия химической связи Ме—О); 3 — химического взаимодействия атомов металла одной поверхности с атомами металла другой поверхности, £,— энергия активации химической адсорбции атомов кислорода с атомами металла или энергия активации адсорбции комплекса Ме—О, £,' — кажущаяся энергия активации химической адсорбции или адсорбции при некоторых условиях опыта; б — модель активного центра, образованного при выходе дислокации в зону физического контакта: / — поле искажений вокруг дислокации; 2 — средний энергетический уровень атомов; 3 — ядро дислокации; 4 — атомы кислорода; 5 — атомы металла; 6 — энергия поля искажения; £/ — потенциальный энергетический барьер взаимодействияОсновываясь на известной зависимости потенциальной энергии межатомного взаимодействия Е от межъядерного расстояния Я (рис
...
Примем также, что схватывание происходит при таких низких температурах, что диффузионная подвижность атомов и вероятность термических флуктуации близки к нулю (в противном случае понятие идеального кристалла теряет физический смысл)
...
В точке Д, потенциальная энергия достигает минимального значения, прочность сцепления двух кристаллов в этом положении определяется значением энергии связи Еь которая относительно невелика и может составлять до 1 кДж/моль
...
К анализу физико-химических условий образования твердофазных соединений: а — зависимости £[И) для: / — физической адсорбции атомов кислорода с атомами металла (£, — энергия связи Ван-дер-Ваальса Ме—О); 2 — химической адсорбции атомов кислорода с атомами металла (в рассматриваемой модели взаимодействия каждая поверхность уже находится в состоянии, описываемом такой кривой, Е2 — энергия химической связи Ме—О); 3 — химического взаимодействия атомов металла одной поверхности с атомами металла другой поверхности, £,— энергия активации химической адсорбции атомов кислорода с атомами металла или энергия активации адсорбции комплекса Ме—О, £,' — кажущаяся энергия активации химической адсорбции или адсорбции при некоторых условиях опыта; б — модель активного центра, образованного при выходе дислокации в зону физического контакта: / — поле искажений вокруг дислокации; 2 — средний энергетический уровень атомов; 3 — ядро дислокации; 4 — атомы кислорода; 5 — атомы металла; 6 — энергия поля искажения; £/ — потенциальный энергетический барьер взаимодействияОсновываясь на известной зависимости потенциальной энергии межатомного взаимодействия Е от межъядерного расстояния Я (рис
...
Примем также, что схватывание происходит при таких низких температурах, что диффузионная подвижность атомов и вероятность термических флуктуации близки к нулю (в противном случае понятие идеального кристалла теряет физический смысл)
...
Вначале рассмотрим процесс схватывания двух кристаллов, поверхности которых атом но-глад кие, кристаллические решетки полностью когерентны и имеют моноатомный химически адсорбированный слой кислорода
...
Пусть затем система приобретет энергию Еа (или энергию Е'а, которая расходуется на перераспределение электронной плотности атомов металла и кислорода, необходимое для перевода их в активированное состояние)
...
Для перевода атомов металла (в комплексе Ме—О) в активированное состояние необходимо разорвать связь между ними или, иными словами, осуществить десорбцию химически адсорбированного комплекса Ме—О
...
Энергия системы металл—кислород, характеризуемая минимальным значением в точке X, при некоторой энергетической стимуляции изменяется по правой ветви кривой 2
...
Эта энергия расходуется на перераспределение электронной плотности в комплексе Ме—О, что физически выражается в ослаблении связей между атомами металла и кислорода
...
Согласно теории окисления большинству металлов вначале присуща адсорбция (даже при низких температурах) и далее следует само окисление, скорость которого определяется значениями параметров процесса и природой металла
...
В связи с этим будем различать химически адсорбированный слой (как это было в случае «полуреальной» поверхности) и слой оксида определенного стехиометрического состава
...
Таким образом, процесс очистки металлической поверхности от слоя оксида не тождественен процессу разрыва связей (десорбции) металл—кислород в химически адсорбированном слое
...
Энергия системы металл—кислород, характеризуемая минимальным значением в точке X, при некоторой энергетической стимуляции изменяется по правой ветви кривой 2
...
Эта энергия расходуется на перераспределение электронной плотности в комплексе Ме—О, что физически выражается в ослаблении связей между атомами металла и кислорода
...
Эта энергетическая модель активации сопрягаемых поверхностей показывает, что относительная прочность у соединения, которая отражает степень адгезии (схватывания), связана с числом образовавшихся активных центров так: а = = ЙС5
...
Эта энергетическая модель активации сопрягаемых поверхностей показывает, что относительная прочность у соединения, которая отражает степень адгезии (схватывания), связана с числом образовавшихся активных центров так: а = = ЙС5
...
Здесь /р — время релаксации напряжений в соединенных металлах; 1/пс — продолжительность инкубационного периода зарождения новой хрупкой фазы; 7Т + /охл — время, в течение которого металл пребывает в зоне «опасных» температур
...
Процесс сварки взрывом с точки зрения упругопластической теорииПоскольку понятие области СВ определяется как множество точек плоскости (у, Ук), в пределах которой справедлива гидродинамическая модель явлений, сопровождающих высокоскоростные косые соударения металлических тел, то границы области сварки, на которых проявляется влияние индивидуальных свойств металлов, можно определить как ограничения гидродинамической модели
...
Одним из таких ограничений является неопределенность, связанная с использованием в соотношениях, описывающих границы области СВ, физико-механических характеристик, участвующих в соударении тел, особенно если они существенно различны
...
Поэтому, как это можно было видеть из изложенного выше, В гидродинамической теории СВ до сих пор употребляются свойства, не отнесенные к конкретному металлу из свариваемой пары, такие, как прочность, плотность, температура плавления, теплоемкость, скорость звука и т
...
Слева она ограничена прямой Е, параллельной оси ординат и соответствующей режимам, при которых в точке соударения достигаются давления, достаточные для перевода металла в пластическое состояние
...
Здесь /р — время релаксации напряжений в соединенных металлах; 1/пс — продолжительность инкубационного периода зарождения новой хрупкой фазы; 7Т + /охл — время, в течение которого металл пребывает в зоне «опасных» температур
...
Процесс сварки взрывом с точки зрения упругопластической теорииПоскольку понятие области СВ определяется как множество точек плоскости (у, Ук), в пределах которой справедлива гидродинамическая модель явлений, сопровождающих высокоскоростные косые соударения металлических тел, то границы области сварки, на которых проявляется влияние индивидуальных свойств металлов, можно определить как ограничения гидродинамической модели
...
Одним из таких ограничений является неопределенность, связанная с использованием в соотношениях, описывающих границы области СВ, физико-механических характеристик, участвующих в соударении тел, особенно если они существенно различны
...
Однако при аналитическом определении нижней границы области СВ в несимметричной схеме соударения разнородных металлов, особенно если они резко различаются по статической прочности (твердости), возникают принципиальные трудности с выбором вводимой в уравнение (3
...
Достаточно сказать, что, если нижнюю границу определять из условия формирования обратного потока массы с поверхности менее прочного (более мягкого) металла пары [282], то остается неясным, каким образом при этом происходит самоочищение и формоизменение более твердого металла так, что в нем возникают симметричные, синусоидальные (если одинаковы или близки плотности свариваемых металлов [28]) волны
...
Причиной образования бугров, по-видимому, является движение металла за фронтами волн разгрузки от свободных поверхностей соударяющихся тел, которое характеризуется массовыми скоростями Кб( и Уб2
...
Параметры процесса образования профиля границы соединения должны определяться, скорее всего, некоторыми соотношениями между У6] и У62 и упругими константами каждого из металлов, т
...
Попутно уместно подчеркнуть, что в рамках этой теории волнообразования на скорость точки контакта должно быть наложено дополнительное ограничение, а именно Уи ср (ср — скорость поверхностной волны пластической деформации (см
...
Однако, независимо от принятой концепции волнообразования, представляется совершенно очевидным, что волнообразование есть не что иное, как процесс необратимого формоизменения приповерхностных слоев н, главное, взаимопроникновения металлов, находящихся в кристаллическом состоянии
...
Такой характеристикой прочности является, прежде всего, предел текучести ад — показатель сопротивления металла пластической деформации, весьма чувствительный к ее скорости и температурным условиям деформирования [159]
...
Изложенное дает основание утверждать, что при высокоскоростном соударении металлов в режиме СВ по крайней мере волнообразное соединение возможно тогда и только тогда, когда реализуются условия совместного пластического деформирования металлов (собственно, как и при других видах сварки давлением [234, 253])
...
Иными словами, «силовое» взаимодействие свариваемых взрывом металлов, задаваемое параметрами у и Ук, должно вызывать совместное пластическое течение приповерхностных слоев с такими, скорее всего согласованными, скоростями деформации, которым в точности соответствуют их одинаковые динамические пределы текучести, причем для существования стационарной волны (безотносительно к ее размерам) это состояние равенства сопротивлений пластическому деформированию должно быть установившимся
...
Так, в работе [214] показано, что для получения качественных соединений алюминия со сталью СтЗ и стали СтЗ с той же сталью требуется критическая деформация сдвига, составляющая примерно 10 и 50 % соответственно, а продолжительность сварки, определенная по моменту прихода в зону соединеиия волн разгрузки, имеет порядок единиц микросекунд
...
Отсюда следует, что скорость сдвиговой деформации приконтактных слоев, участвующих в сварке металлов на глубине до нескольких миллиметров, достигает значений не менее 105
...
При таких высоких скоростях деформации динамический предел текучести многократно превышает статическое значение ат, обычно относимое к значениям е порядка 10"3 с1
...
Из этих данных следует, что при некоторой достаточно высокой скорости деформации абсолютные значения ал металлов, имеющих разные значения ат, могут сравняться и достичь уровня, необходимого для
...
Эта закономерность наблюдается и для других металлов (алюминий и его сплавы: медь, латунь, ниобий, стали различной твердости), данные о которых обобщены на рис
...
Это связано, во-первых, с отсутствием достоверных и достаточно общих эмпирических закономерностей изменения напряжений течения металлов в зависимости от скорости деформации при г 105
...
Первое (и основное) затруднение может быть в известной степени преодолено, если воспользоваться теоретическими расчетами температурно-скоростной чувствительности напряжений течения в терминах дислокационной динамики для области надбарьерного движения дислокаций
...
Такие расчеты выполнены, например, в [164], где получено в общем виде кинетическое уравнение пластического течения, которое решается численно и позволяет предсказать значения сдпри очень высоких значениях е и различных температурах (см
...
Условием волнообразования является равенство динамических пределов текучести свариваемых металлов при скоростях деформации и других условиях (температура, давление, вязкость металлов), характерных для СВ
...
Для иллюстрации возможностей СВ как технологического процесса ограничимся кратким рассмотрением его особенностей и наиболее характерных практических задач на основе применения СВ, решенных, главным образом, в ИЭС им
...
Условием волнообразования является равенство динамических пределов текучести свариваемых металлов при скоростях деформации и других условиях (температура, давление, вязкость металлов), характерных для СВ
...
Для иллюстрации возможностей СВ как технологического процесса ограничимся кратким рассмотрением его особенностей и наиболее характерных практических задач на основе применения СВ, решенных, главным образом, в ИЭС им
...
Особенностью параллельной схемы является удобство управления всеми основными параметрами соударения, обеспечения их стабильности в пределах свариваемой площади и т
...
Угловые схемы обычно используются для специальных случаев, научных целей, и они различаются сложным характером изменения кинематических параметров, который связан с наличием переменного зазора и ускоряющего действия ПД заряда ВВ на метаемую пластину вдоль свариваемой заготовки
...
В общем случае расчет оптимальных параметров сварки в одновременных схемах является сложной многопараметрической задачей, решаемой в одно- или двумерном вариантах методами компьютерного моделирования [287]
...
Характерной особенностью работы с подобными схемами яаляется применение на торце рабочего заряда направляющего, как правило, металлического конуса с углом при вершине 60
...
Заряд обычно порошкообразного ВВ формируется в легко разрушаемом контейнере в вертикальном положении сборки, в верхней части которого строго по оси симметрии устана-аливается направляющий конус и детонатор
...
Особенностью параллельной схемы является удобство управления всеми основными параметрами соударения, обеспечения их стабильности в пределах свариваемой площади и т
...
Угловые схемы обычно используются для специальных случаев, научных целей, и они различаются сложным характером изменения кинематических параметров, который связан с наличием переменного зазора и ускоряющего действия ПД заряда ВВ на метаемую пластину вдоль свариваемой заготовки
...
В общем случае расчет оптимальных параметров сварки в одновременных схемах является сложной многопараметрической задачей, решаемой в одно- или двумерном вариантах методами компьютерного моделирования [287]
...
Основные проблемы этих схем сводятся к необходимости создания вокруг наружной поверхности внешней трубы массивной разборной оболочки (бандажа) многоразового использования и учета нестационарности работы заряда ВВ в оболочке, а следовательно, нестабильности свойств соединения вдоль оси заготовки
...
При внутреннем плакировании крупногабаритных оболочек зачастую используются так называемые динамические опоры, представляющие собой дополнительный заряд ВВ, размещаемый снаружи и инициируемый синхронно и синфазио с рабочим зарядом
...
Иногда оказывается достаточным получение прочного соединения двух листов в отдельных точках или полосах, реализуемого одновременным инициированием системы удлиненных полосовых или шнуровых зарядов
...
В подобных схемах заряд ВВ в специальной оболочке располагают снаружи, а для избежания деформации сечения трубы в зоне действия ПД ВВ внутреннюю часть трубного пространства заполняют легко удаляемым после сварки материалом (сплавы Вуда, Розе и т
...
Основные проблемы этих схем сводятся к необходимости создания вокруг наружной поверхности внешней трубы массивной разборной оболочки (бандажа) многоразового использования и учета нестационарности работы заряда ВВ в оболочке, а следовательно, нестабильности свойств соединения вдоль оси заготовки
...
Несмотря на то, что скорость детонации современных ДШ значительно превышает скорость звука в металле, при такой схеме укладки шнура продольная (относительно оси кабеля) скорость распространения ударной волны и, следовательно, скорость точки контакта оказываются дозвуковыми, тем самым обеспечивая благоприятные для качественной сварки условия соударения
...
Расположенные симметрично относительно стыка рельсов и под углом к головке рельса медные части соединителя двумя миниатюрными зарядами ВВ прочно привариваются, обеспечивая хороший электрический контакт
...
Так, при СВ с одновременной штамповкой сварное соединение реализуется на первом этапе процесса соударения метаемой пластины с расположенной ниже по параллельной схеме в полете таким образом, что процессы схватывания завершаются до начала второго этапа — штамповки сварной заготовки в специальной матрице
...
Так, во многих случаях основные слои композита приходится разделять различного рода диффузионными барьерами из третьих металлов, предупреждающих развитие на границах композита нежелательных видов механической и химической неоднородности
...
В трубном производстве монолитную заготовку под прошивку плакируют слоем другого металла по параллельной схеме, после чего выполняют операцию прокатки биметаллической трубы
...
Выбор той или иной технологической схемы изготовления переходных трубных элементов в общем случае определяется четырьмя взаимосвязанными факторами: конструктивными особенностями переходника, условиями его последующей эксплуатации, физико-механическими свойствами используемых материалов и себестоимостью процесса
...
Согласно первому способу на неподвижную пластину наносят противо-сварочную пасту требуемой конфигурации, а по второму — в неподвижной пластине выполняются каналы, заполняемые перед сваркой легкоплавким материалом
...
Затем осуществляют плакирование подготовленных таким образом поверхностей слоем металла по параллельной схеме, после чего в первом случае панель раздувают, а во втором — легкоплавкий наполнитель выплавляют
...
Например, схема точечной СВ позволяет в трехслойном ее варианте получать объемные однородные и разнородные ячеистые конструкции, обладающие высокой жесткостью и удельной прочностью
...
В эту группу, как правило, входят способы получения композитов со специально организуемой их внутренней структурой под те или иные проектно-конструкторские задачи в целом (электропроводность, теплостойкость, радиационная стойкость и т
...
Например, известен способ изготовления титаностального композиционного материала, который может длительно эксплуатироваться при повышенных температурах без образования хрупких интерметаллических фаз и имеет в качестве промежуточных разделительных диффузионных барьеров слои меди и ни-
...
В настоящее время эта группа объединяет более 600 патентов, информация о которых содержится в созданном в ВолгГТУ автоматизированном банке данных по технологическим процессам получения многослойных материалов [286]
...
Завершая краткую классификацию технологических схем получения композиционных материалов, остановимся на основных способах конструктивного исполнения и инициирования зарядов ВВ, применяемых для сварки
...
Наиболее употребительными являются простые накладные заряды ВВ, уложенные в картонные или деревянные контейнеры с генератором детонационной волны и углом у вершины 60
...
Реже применяют инициирование заряда из угла или из его центра, что обычно приводит к повышенным краевым или центральным кеприварам в месте установки детонатора
...
В отдельных случаях, когда есть повышенные требования к конфигурации фронта детонационной волны, в качестве проводника детонации используют отрезки ДШ, угол укладки которых рассчитывается из соотношения скоростей детонации заряда ВВ и ДШ
...
При сварке проводов и кабелей силовых электросетей в качестве основного заряда ВВ, как уже отмечалось, используют навитый на специальную муфту в один или два ряда ДШ
...
Основные области применения сварки взрывомФизические особенности процесса формирования соединения при высокоскоростном соударении слоев металла определяют основные технологические возможности н области применения СВ (рис
...
Способ непосредственной СВ является более универсальным, так как он позволяет плакировать наряду с листами и пространственные, кованые и литые заготовки переменной тол-шины и сложной формы
...
В настоящее время эта группа объединяет более 600 патентов, информация о которых содержится в созданном в ВолгГТУ автоматизированном банке данных по технологическим процессам получения многослойных материалов [286]
...
Завершая краткую классификацию технологических схем получения композиционных материалов, остановимся на основных способах конструктивного исполнения и инициирования зарядов ВВ, применяемых для сварки
...

Проектирование технологии пайки металлических изделий: Справочник
Сварка шин
Металловедение сварки алюминия и его сплавов
Применение взрыва в сварочной технике
Поверхностные явления при сварке металлов
Металлургия дуговой сварки: Процессы в дуге и плавление электродов
Металлургия дуговой сварки: Взаимодействие металла с газами

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Применение взрыва в сварочной технике