Применение взрыва в сварочной технике

Листать книгу

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

скачать книгу Применение взрыва в сварочной технике

Классификация дефектов при сварке взрывомМногообразие требований к качеству соединений и воздействующих факторов обусловливает необходимость их систематического изучения для выявления закономерностей получения требуемых свойств сварного соединения и биметалла в целом
...
На эти критерии качества влияют следующие параметры процесса: схема СВ, параметры энергоносителя, свойства свариваемых материалов, подготовка свариваемых поверхностей, опора и внешние факторы окружающей среды
...
Наиболее распространенными дефектами при СВ, особенно при серийном производстве работ, являются непривары, которые для большинства пар металлов определяются ультразвуковой дефе ктос ко п ие й
...
Классификация дефектов при сварке взрывомМногообразие требований к качеству соединений и воздействующих факторов обусловливает необходимость их систематического изучения для выявления закономерностей получения требуемых свойств сварного соединения и биметалла в целом
...
На эти критерии качества влияют следующие параметры процесса: схема СВ, параметры энергоносителя, свойства свариваемых материалов, подготовка свариваемых поверхностей, опора и внешние факторы окружающей среды
...
Наиболее распространенными дефектами при СВ, особенно при серийном производстве работ, являются непривары, которые для большинства пар металлов определяются ультразвуковой дефе ктос ко п ие й
...
Приведены следующие обозначения: у — Динамический угол соударения; У0 — скорость соударения; бо — высота заряда ВВ; Ох — скорость детонации ВВ боевика заряда; О — скорость детонации основного заряда; Ук — скорость точки контакта; /в — боковое нависание зарядз6, — толщина метаемой пластины, где с, — поперечная скорость звука
...
Приведены следующие обозначения: у — Динамический угол соударения; У0 — скорость соударения; бо — высота заряда ВВ; Ох — скорость детонации ВВ боевика заряда; О — скорость детонации основного заряда; Ук — скорость точки контакта; /в — боковое нависание зарядз6, — толщина метаемой пластины, где с, — поперечная скорость звука
...
Приведены следующие обозначения: у — Динамический угол соударения; У0 — скорость соударения; бо — высота заряда ВВ; Ох — скорость детонации ВВ боевика заряда; О — скорость детонации основного заряда; Ук — скорость точки контакта; /в — боковое нависание зарядз6, — толщина метаемой пластины, где с, — поперечная скорость звука
...
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯВ основе технологии резки взрывом (РВ) лежит явление кумуляции (в специальной литературе его иногда называют эффектом Монро) — пространственной концентрации энергии, выделяемой при детонации заряда ВВ
...
Резка взрывом относится к так называемым контактным взрывным операциям, в которых заряд ВВ находится в непосредственном контакте с заготовкой или отделен от нее амортизирующей прослойкой инертного материала
...
При детонации ВВ давление у контактной поверхности достигает нескольких десятков тысяч килопаскалей, причем контактное давление изменяется в широких пределах, в зависимости от типа ВВ и от свойств материала, с которым ВВ находится в контакте
...
К типичным промышленным контактным операциям относятся резка металлов, гравирование и чеканка, регулируемое упрочнение, сварка, прессование, синтез материалов и др
...
В частности, можно ожидать возникновения интенсивной пластической деформации, дисторсии, деформационного упрочнения, разрушения и даже местных фазовых превращений в структуре материала [6, 7]
...
В зависимости от геометрии системы такие эффекты можно сосредоточить в очень малой области тела, тогда как в остальной его части металл будет вести себя обычным образом
...
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯВ основе технологии резки взрывом (РВ) лежит явление кумуляции (в специальной литературе его иногда называют эффектом Монро) — пространственной концентрации энергии, выделяемой при детонации заряда ВВ
...
Резка взрывом относится к так называемым контактным взрывным операциям, в которых заряд ВВ находится в непосредственном контакте с заготовкой или отделен от нее амортизирующей прослойкой инертного материала
...
При детонации ВВ давление у контактной поверхности достигает нескольких десятков тысяч килопаскалей, причем контактное давление изменяется в широких пределах, в зависимости от типа ВВ и от свойств материала, с которым ВВ находится в контакте
...
Эта наиболее современная технология резки металлов требует понимания процесса распространения волн напряжений и их воздействия на металл, а в каждом конкретном случае необходим надлежащий расчет системы металл—ВВ
...
Эта технология была разработана применительно к нуждам военной техники в годы Второй мировой войны, а ее использование в промышленных целях все еще довольно ограничено
...
Если используется какое-нибудь другое ВВ, то найденную по одному из этих уравнений массу изменяют с учетом так называемого тротилового эквивалента этого ВВ
...
Заряды крепят к разрезаемой детали шнуром, лентой, холщевой полоской или иным способом и обычно взрывают стандартным детонатором или совокупностью детонатора с огневой цепью
...
В случае, например, сварного соединения заряд располагают вдоль шва так, чтобы срезать саму плиту, а не область сварки, которая при соединении внахлестку может быть толще и прочнее самой плиты
...
При детонации заряда ВВ, находящегося в контакте с металлическим телом, большая доля энергии детонирующего ВВ переходит в металл и проявляется в форме импульса напряжения высокой интенсивности, который распространяется по металлу с конечной скоростью
...
В зависимости от того, каким образом используется энергия этих волн напряжения в системе, они могут быть полезными или вредными по отношению к операции взрывной обработки металла
...
Характер поведения волн напряжения хорошо поддается расчету, поэтому во многих системах металл—ВВ их можно использовать для резки металлов с такой степенью точности и тщательности, которая недоступна в описанных выше методах
...
Заряды этого типа широко используются в нефтяной промышленности для пробивания отверстий в обсадных трубах и в окружающей породе, для пробивания летки в доменных печах и бурения скважин при некоторых горных операциях
...
Если такой заряд инициировать с противоположного конца, то бризантный эффект в направлении оси выемки оказывается значительно большим, чем при действии обычных зарядов (рис
...
Действие зарядов по мягкой стали: монолитного (о), кумулятивного без облицовки (б) и с облицовкой (б)теоретические исследования кумуляции и использовали в первую очередь в боеприпасах и подрывных средствах, предназначенных для борьбы с танками и фортификационными сооружениями
...
При применении обычных (не имеющих выемки) зарядов мы имеем дело исключительно с распространением расходящихся преимущественно по сфере продуктов взрыва и УВ (табл
...
Характерной особенностью такого движения является быстрое уменьшение основных параметров газа (давления, скорости, плотности), главным образом вследствие распределения энергии взрыва по мере движения ПД и УВ в непрерывно увеличивающемся объеме сферы
...
Специфической особенностью такого движения является резкое увеличение плотности энергии газа, приводящее к значительному повышению местного разрушительного действия взрыва
...
Такой вид кумуляции, в частности, можно осуществить путем применения зарядов, имеющих форму полой сферы, при одновременном инициировании взрыва по всей ее наружной поверхности (сферическая кумуляция)
...
Тем не менее он представляет большой научный интерес, поскольку при его рассмотрении удается раскрыть общие закономерности для кумулятивного эффекта в целом
...
РАЗЛЕТ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА С ПОВЕРХНОСТИ ЗАРЯДАДля определения условий формирования кумулятивной струи при осевой направленной кумуляции необходимо предварительно рассмотреть основные закономерности истечения ПД из полости кумулятивной выемки, что в свою очередь сводится к разбору задачи об истечении ПД с косого среза, т
...
Разлет более глубоких слоев уже не будет подчиняться приведенному закону; с увеличением толщины заряда толщина поверхностного слоя, к которому применимо это решение, также увеличивается
...
Поскольку основная часть энергии линейного заряда сконцентрирована внутри малого угла, то возможно геометрическое построение фронтов разлетающихся ПД такого заряда, заданного любым уравнением, т
...
Схема разлета ПД с косого срезаЕсли такой заряд поместить на металлическуюпластинку, то наибольшая деформация металлабудет наблюдаться именно вдоль линий О'А, О'В иО'Е
...
ПД, идущие от разных точек детонирующей поверхности в точку фокуса, должны сходиться одновременно; следовательно, фронт сходящейся волны ПД должен быть сферическим, а угол между касательной к поверхности заряда и направлением на фокус — постоянным
...
Максимальная деформация пластинки, накоторой лежит спираль, сделанная из ДШ, происходит, с точностью до нескольких процентов, в теоретическом фокусе спирали
...
Если слой ВВ между детонатором и кумулятивной поверхностью (в точке О) имеет достаточно большую толщину, то рассматриваемая форма кумулятивной поверхности уже не будет обладать указанным свойством, поскольку она не будет больше удовлетворять одновременно таутохронизму и истечению ПД под заданным углом к поверхности заряда (при заданном угле между фронтом детонационной волны и поверхностью)
...
Срезая часть заряда, образованного вращением логарифмической спирали (например, по плоскости #Л), получаем реальный кумулятивный заряд, способный обеспечить весьма высокое давление в зоне схождения элементарных струй
...
Однако пробивная способность подобного заряда будет невелика; это объясняется тем, что при его детонации нормальная кумулятивная струя осевого действия не образуется
...
Однако на основании общих закономерностей детонационных и ударно-волновых явлений возможно сделать полезные качественные выводы относительно природы и процесса формирования кумулятивной струи и произвести некоторые приближенные подсчеты ее параметров
...
Считается установленным, что основная часть энергии ПД, прилегающих к границе взорванного заряда, излучается внутри малого угла, биссектриса которого составляет угол у с нормалью к поверхности заряда (см
...
Отсюда следует, что при истечении через поверхность кумулятивной выемки ПД будут отклоняться от своей первоначальной траектории так, что максимум действия будет иметь направление, почти перпендикулярное к этой поверхности
...
В результате такого движения элементарных струй будет образован поток ПД, сходящийся вдоль оси кумулятивной выемки и обладающий повышенной плотностью и скоростью по сравнению с ПД, которые
...
Схемы формирования кумулятивного газового потока (о) и определения активной части цилиндрического кумулятивного заряда (б):г0 — калибр заряда; Л — глубина кумулятивной выемкиЗаряд до взрываПолусферическая кумулятивная £Кумулятивный газовый потокразлетаются в других направлениях
...
Из этого можно заключить, что действие кумулятивного заряда обусловлено, главным образом, ударом потока ПД (кумулятивной струи), которые на близких расстояниях от очага взрыва обладают значительно большей плотностью, чем плотность воздуха в движущейся впереди них УВ
...
Таким образом, при исследовании явления кумуляции основное внимание уделяется рассмотрению движения продуктов взрыва, именно той их части, которая, собственно, и образует кумулятивную струю
...
Схемы формирования кумулятивного газового потока (о) и определения активной части цилиндрического кумулятивного заряда (б):г0 — калибр заряда; Л — глубина кумулятивной выемкиЗаряд до взрываПолусферическая кумулятивная £Кумулятивный газовый потокразлетаются в других направлениях
...
Анализируя полученные результаты, можно заключить, что минимальная высота заряда, при которой активная часть его достигает предельного значения, для цилиндра находится по формуле //пр = = 2г0 = А, что для реальных кумулятивных зарядов с конусной выемкой без оболочки примерно соответствует двум калибрам
...
Фокусное расстояние зависит прежде всего от формы выемки: чем меньше кривизна кумулирующей поверхности, тем меньшее преломление претерпевают продукты взрыва при истечении через эту поверхность и тем, соответственно, больше фокусное расстояние
...
Если детонационная волна подойдет ко всей поверхности полусферы одновременно, то кумулятивный фокус будет находиться лишь немного дальше центра полусферы
...
Неполное совпадение фокуса с центром полусферы объясняется тем, что при осевой кумуляции элементарные струи по мере своего приближения к оси заряда выпрямляются
...
Справедливость применения описанной модели основана на том, что давление, возникающее при детонации, намного превышает прочность металлов, но оно не настолько велико, чтобы сжимаемость металлов могла играть существенную роль
...
Однако если в этой модели система находилась в покое, то в случае детонирующего заряда она перемещается со скоростью, пропорциональной скорости детонации (имеется в виду скорость перемещения точки соударения элементов облицовки)
...
Процесс образования кумулятивной струи:a — стационарный (угол ф вдоль образующей не изменяется, ß = а + ф); б — нестационарный (ф' ф, ß а + ф)a скорость песта — разностиЕсли детонационная волна, распространяющаяся вдоль поверхности конической облицовки с углом раствора 2а, сообщает всем ее элементам одинаковую скорость У0, которая соответствует углу перегиба р, то, как видно из рис
...
Закон сохранения импульса, согласно которому в потоке несжимаемой жидкости обязательно должна образоваться струя, допускает в случае сжимаемого потока также и течение без образования струи
...
Так как давление подпора при соударении возрастает пропорционально квадрату скорости облицовки, можно определить значение критического угла ßKp1 зависящее от скорости VQ
...
Процесс образования кумулятивной струи:a — стационарный (угол ф вдоль образующей не изменяется, ß = а + ф); б — нестационарный (ф' ф, ß а + ф)a скорость песта — разностиЕсли детонационная волна, распространяющаяся вдоль поверхности конической облицовки с углом раствора 2а, сообщает всем ее элементам одинаковую скорость У0, которая соответствует углу перегиба р, то, как видно из рис
...
Для каждого значения величины У0 имеется соответствующий угол ркр, возрастающий с ее увеличением таким образом, что скорость струи при этом будет иметь верхний предел значений, зависящий от сжимаемости материала облицовки
...
В общем случае переход от соударения с образованием струи к соударению без струи имеет место в том случае, когда точка соударения движется со скоростью, превышающей скорость звука
...
При соответствующих условиях могут образовываться газообразные струи, имеющие гораздо более высокую скорость, плотность которых, однако, настолько мала, что они могут наблюдаться лишь в вакууме
...
Несмотря на это обстоятельство, в данном случае сохраняются те физические особенности, которые характерны для взрыва кумулятивного заряда без облицовки выемки
...
Основная часть энергии активной части кумулятивного заряда «перекачивается» в металл облицовки так, что оказывается сконцентрированной в его тонком слое, который собственно и образует кумулятивную струю
...
Для заряда с металлической облицовкой выемки «уплотнение» значительно больше, так как диаметр кумулятивной струи существенно меньше, чем для зарядов без облицовки
...
Было установлено, что металлическая облицовка под воздействием продуктов взрыва обжимается, в результате чего ее элементы последовательно захлопываются с образованием тонкой металлической струи, обладающей большой скоростью
...
Струя образуется исключительно за счет течения металла, прилегающего к внутренней поверхности облицовки, что является следствием быстрого соударения ее элементов в момент захлопывания
...
Если на внутреннюю поверхность стального конуса гальваническим путем нанести слой меди толщиной 0,05 мм, то обнаружить в песте какие-либо следы меди не удается
...
О характере деформации металла облицовки в процессе ее обжатия можно также судить по результатам металлографических исследований пестов в сечениях, различно удаленных от оси
...
Однако скорость эта различна в различных частях вдоль струи; головная часть струи имеет наибольшую скорость, а скорость хвостовой части близка к скорости песта
...
В зависимости от формы и природы металла облицовки, свойств ВВ заряда и других факторов скорость головной части струи может изменяться в широких пределах
...
Скорость головной части стальной кумулятивной струн, в зависимости от некоторых факторов* Данные для зарядов с дюралюминиевой облицовкой толщиной [ мм
...
О характере деформации металла облицовки в процессе ее обжатия можно также судить по результатам металлографических исследований пестов в сечениях, различно удаленных от оси
...
Можно считать, что наиболее эффективное действие кумулятивного заряда достигается в том случае, когда струя оторвется уже после прекращения подачи металла в нее из песта, который до определенного момента представляет собой своеобразный резервуар, поддерживающий питание струи
...
Это может происходить до тех пор, пока инерционные силы, под действием которых происходит течение металла, не будут уравновешены силами сцепления между частицами металла
...
С этой точки зрения высокая пластичность материала является положительным фактором, приобретающим особо важное значение для нормального процесса обжатия облицовки
...
В процессе деформирования не должно происходить хрупкое разрушение облицовки, так как в противном случае оно резко уменьшает коэффициент перехода металла в струю, и
...
На основании изложенного можно заключить, что наиболее эффективное действие кумулятивной струи может быть обеспечено лишь при определенном сочетании фи з и ко-механических свойств металла
...
Следует иметь в виду, что свойства металла в условиях быстрых деформаций значительно отличаются от его свойств, определяемых при обычных скоростях деформации
...
Картина разрушения струи может быть выявлена, в частности, посредством импульсной фотосъемки при экспозиции порядка Ю~* с, которая достигается путем использования электрооптического затвора, основанного на известном эффекте Керра
...
В струе, в которой направление движения жидкости совпадает с проекцией на ось х направления движения начальных струй, масса жидкости больше, чем в струе противоположного направления
...
В этом случае в системе координат, в которой точк-l пересечения неподвижна, результирующая скорость w0 и направление (угс ß) движения исходной струи определяются из соотношений (рис
...
В струе, в которой направление движения жидкости совпадает с проекцией на ось х направления движения начальных струй, масса жидкости больше, чем в струе противоположного направления
...

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