Сварка взрывом

3D-моделирование процесса сварки взрывом

Сварка взрывом - уникальный метод, основанный на использовании энергетического потенциала взрывчатых веществ для создания крепкого металлического шва. Его принцип том, что привариваемая деталь под действием контролируемого взрыва на высокой скорости соударяется с неподвижной деталью, которая служит основой. Это соударение происходит под строго определенным углом и за счет кинетической энергии, передаваемой взрывом.

В момент удара на поверхности деталей, которые нужно соединить, возникает волновое давление, достаточное для их пластической деформации и “сцепления” на самом минимальном уровне - атомарном. Связь возникает без применения дополнительных материалов, таких как присадочная проволока или флюс, и без нагрева металла до температуры его плавления.

Сварка металла взрывом позволяет соединять как однородные, так и разнородные металлы, при этом сохраняя их структурные и физические свойства. Этот метод часто применяется в случаях, когда необходимо обеспечить высокое качество соединения или когда другие виды сварки оказываются неэффективными из-за особенностей металлов или из-за требований к их контакту.

после сварки взрывом крепко соединяются между собой даже материалы разных типов

Как и более традиционные типы сварки, технология требует аккуратной очистки поверхности, чтобы детали могли как можно плотнее примыкать друг к другу. Для работы с поверхностью можно применять механические, абразивные или химические технологии, главное - не нарушать ее структуру.

Затем по поверхности привариваемой детали распределяют взрывчатое вещество. Это делается согласно заданному рисунку заряда, чтобы распределить энергию будущего взрыва и задать детали скорость движения. С помощью детонатора вызывается взрыв заряда. Его энергия преобразуется в кинетическую - присоединяемого элемента. Под действием этого процесса деталь быстро движется к мишени.

Соударение при сварке методом взрыва обычно происходит за доли секунды. На границе соединения обеих деталей возникают сильные механические и тепловые эффекты, что приводит к их пластической деформации и металлической связи. Под влиянием ударных волн и высоких давлений в месте соединения образуется сплошной металлический замок (или шов), обеспечивающий прочное сцепление деталей без применения традиционного плавления металлов.

После соударения и прохождения волнового фронта формируется окончательное прочное соединение, которое с трудом можно назвать сварным в привычном понимании этого слова. Тем не менее, эта технология называется “сваркой взрывом гост”.

Процесс требует тщательной калибровки и точного вычисления параметров: количества и состава взрывчатки, расположения и направления деталей, дистанции между ними до момента взрыва. Важной частью расчетов становится правильное распределение энергии взрыва, чтобы соединение по всей площади контакта металлов было равномерным и качественным.

для соединения крупных объектов сваркой взрывом выходят на полигон

Сварка методом взрыва позволяет соединять широкий спектр металлов. В первую очередь однородных: железа, сталей, меди, алюминия, титана и их сплавов. Возможны и комбинации: например, алюминия со сталью, титана с медью, титана со сталью, меди с никелем и других несовместимых при обычной сварке пар.

Технологию можно использовать для создания слоистых композитных материалов, в которых разные металлы располагаются слоями для достижения необходимых характеристик готовой детали или изделия. Она показывает отличные результаты и для драгоценных металлов: золото, серебро и платина могут быть соединены со многими другими металлами через сварку взрывом для специализированных применений.

Таким образом, методика открывает новые возможности в производстве, где нужны особые свойства материалов. Например, сочетание легкости и прочности, электропроводности совместно с коррозионной стойкостью и т.п.