RU2064386C1

RU2064386C1 - Method for manufacturing laminate tubes by explosion welding

Info

Publication number: RU2064386C1
Authority: RU
Inventors: В.М. Оголихин
Original assignee: Конструкторско-технологический институт гидроимпульсной техники СО РАН
Priority date: 1992-06-16
Filing date: 1992-06-16
Publication date: 1996-07-27

Abstract

FIELD: production of laminate tubes and tubular adaptors operating at high temperature and thermic cycling. SUBSTANCE: method is designed for manufacturing high-quality multilayer joint by explosion welding through intermediate layer made of sheet helically turned with gap between its turns. The helix is made from bimetallic or laminate sheet, from two or more sheets that are not joined one with another and also with use of several helices welded in longitudinal direction. EFFECT: enhanced efficiency. 5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технологии сварки и может быть использовано при изготовлении многослойных труб и трубчатых переходных элементов, работающих при повышенных температурах и термоциклировании. The invention relates to welding technology and can be used in the manufacture of multilayer pipes and tubular transition elements operating at elevated temperatures and thermal cycling.

Известны способы получения биметаллических труб сваркой взрывом, основанные на непосредственном соединении их между собой (Крупиц А.В. Соловьев В.Я. и др. Деформация металлов взрывом. М. Металлургия, 1991, с. 230). Одним из недостатков данных способов является то, что при сварке взрывом труб из разных материалов возможно образование интерметаллидов в зоне соединения, которые значительно снижают прочность соединения. Known methods for producing bimetallic pipes by explosion welding, based on their direct connection between themselves (Krupits A.V. Soloviev V.Ya. et al. Deformation of metals by explosion. M. Metallurgy, 1991, p. 230). One of the drawbacks of these methods is that during explosion welding of pipes from different materials, the formation of intermetallics in the joint zone is possible, which significantly reduces the strength of the joint.

Известен способ получения биметаллических труб сваркой взрывом через промежуточную цилиндрическую прослойку, при котором трубные заготовки располагают коаксиально (Сб. Применение энергии взрыва для сварки и резки металлов, получения новых материалов и упрочнения деталей. М. 1968, с. 35). A known method of producing bimetallic pipes by explosion welding through an intermediate cylindrical layer, in which the tube blanks are arranged coaxially (Sat. The use of explosion energy for welding and cutting metals, obtaining new materials and hardening parts. M. 1968, p. 35).

Недостатками данного способа являются трудоемкость изготовления тонкостенных труб, сложность центровки относительно свариваемых труб. При необходимости получения многослойной композиционной стенки трубы нужно специально изготавливать несколько тонкостенных труб разного диаметра. The disadvantages of this method are the complexity of manufacturing thin-walled pipes, the difficulty of centering relative to the welded pipes. If it is necessary to obtain a multilayer composite pipe wall, several thin-walled pipes of different diameters must be specially manufactured.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения биметаллических труб сваркой взрывом (авт. св. СССР N 816044, кл. В 23 К 20/08). Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method for producing bimetallic pipes by explosion welding (ed. St. USSR N 816044, class. 23 K 20/08).

По данному способу, принятому за прототип, в зазор между свариваемыми трубами помещают промежуточную прослойку, состоящую из колец обоих соединяемых материалов, расположенных поочередно. На поверхности наружной трубы собранной заготовки устанавливают кольцевой заряд ВВ и инициируют его. According to this method, adopted as a prototype, an intermediate layer consisting of rings of both materials to be joined located alternately is placed in the gap between the pipes to be welded. On the surface of the outer pipe of the assembled billet, an explosive ring charge is established and initiated.

Недостатком способа является большая трудоемкость при изготовлении колец. Способ не позволяет получить качественное многослойное соединение с более чем двумя слоями, так как, если по данному способу в зазоре устанавливать несколько прослоек из колец разного диаметра, то при сварке взрывом качественное соединение получить затруднительно из-за захлопывания воздуха между кольцами соседних прослоек по границе раздела в прослойке. The disadvantage of this method is the high complexity in the manufacture of rings. The method does not allow to obtain a high-quality multilayer connection with more than two layers, since if by this method several layers of rings of different diameters are installed in the gap, then when welding by explosion it is difficult to obtain a high-quality connection due to air collapse between the rings of adjacent layers at the interface in the interlayer.

Результатом изобретения является изготовление качественного многослойного соединения трубчатой формы. The result of the invention is the manufacture of high-quality multilayer tubular joints.

Поставленная задача достигается тем, что между трубными заготовками располагают промежуточную прослойку из свернутого в спираль листа с зазором между витками. Требуемая многослойность соединения обеспечивается количеством витков спирали. Зазоры между витками спирали и стенками свариваемых труб позволяют обеспечить при взрывном нагружении косое соударение стенок труб и витков спирали, необходимое для образования качественного сварного соединения. В случае сварки труб из материалов, образующих интерметаллиды, для получения качественного соединения необходимо использовать спираль из биметаллических и многослойных листов, а также из двух и более листов, не соединенных между собой. Для получения многослойных труб с разными свойствами в зоне сварки по длине трубы предлагается устанавливать несколько спиралей из различных материалов. The task is achieved by the fact that between the tube blanks have an intermediate layer of coiled sheet with a gap between the turns. The required multilayer connection is provided by the number of turns of the spiral. The gaps between the turns of the spiral and the walls of the pipes to be welded allow for oblique collision of the walls of pipes and turns of the spiral during explosive loading, necessary for the formation of a high-quality welded joint. In the case of welding pipes from materials forming intermetallic compounds, to obtain a high-quality connection, it is necessary to use a spiral of bimetallic and multilayer sheets, as well as of two or more sheets not connected to each other. To obtain multilayer pipes with different properties in the weld zone, it is proposed to install several coils of various materials along the length of the pipe.

На фиг. 1 показана схема изготовления спирали из листа; на фиг.2 схема расположения спирали свариваемых трубных заготовок, заряда ВВ относительно друг друга; на фиг.3 сечение А-А на фиг.2. In FIG. 1 shows a diagram for manufacturing a spiral from a sheet; figure 2 arrangement of the spiral welded pipe blanks, explosive charge relative to each other; figure 3 section aa in figure 2.

Листовая заготовка 1 (фиг.1) сворачивается в спираль 2 относительно оси 3 с витками 4 и зазорами 5 между спиральными поверхностями 6. Спираль 2 (фиг. 2) устанавливают в зазор 7 между свариваемыми трубными заготовками 8 и 9 с фиксацией зазоров 10 и 11 (фиг.3) между спиралью и свариваемыми поверхностями 8 и 9 фиксаторами 12. В спирали 2 витки 4 расположены с зазором 5. Сборка из трубных заготовок 8 и 9 и спираль 2 надевают на оправку 13, затем устанавливают на технологическую пластину 14, сверху закрывают корпусной крышкой 15 и вокруг располагают цилиндрический заряд ВВ 16 соосно сборке и инициируют детонатором 17. The sheet blank 1 (Fig. 1) is folded into a spiral 2 relative to the axis 3 with turns 4 and gaps 5 between the spiral surfaces 6. Spiral 2 (Fig. 2) is installed in the gap 7 between the welded pipe blanks 8 and 9 with fixing the gaps 10 and 11 (Fig.3) between the spiral and the welded surfaces 8 and 9 of the clamps 12. In the spiral 2, the turns 4 are located with a gap 5. The assembly of pipe blanks 8 and 9 and the spiral 2 are put on the mandrel 13, then installed on the technological plate 14, closed from above case cover 15 and around have a cylindrical charge the explosive poison 16 is coaxial to the assembly and is initiated by the detonator 17.

Пример конкретного исполнения. На стальную оправку из Ст.3, выполненную в виде стержня диаметром 18 мм, длиной 200 мм, покрытого по цилиндрической поверхности защитным слоем дисульфид-молибдена, устанавливали титановую трубку диаметром 20х1 мм (BTI-O), длиной 200 мм, коаксиально ей располагали алюминиевую трубку диаметром 34х2 мм с зазором между трубами в 5 мм по радиусу. Спираль изготавливали из медной листовой фольги длиной 350 мм, шириной 200 мм и толщиной 0,5 мм. По длине медная листовая заготовка сворачивалась в спираль с внутренним диаметром 19,5 мм, наружным 29,5 мм и высотой 200 мм. Спираль состояла из пяти витков с зазором между ними 0,5 мм. Полученную спираль помещали между титановой и алюминиевой трубками. Между начальным и конечным витками спирали титановой и алюминиевой трубок устанавливали зазор 0,5 мм. An example of a specific implementation. A steel mandrel of St.3, made in the form of a rod 18 mm in diameter, 200 mm long, coated on a cylindrical surface with a protective layer of molybdenum disulfide, was installed a titanium tube with a diameter of 20x1 mm (BTI-O), 200 mm long, coaxially placed aluminum a tube with a diameter of 34x2 mm with a gap between the pipes of 5 mm in radius. The spiral was made of copper sheet foil 350 mm long, 200 mm wide and 0.5 mm thick. Along the length, the copper sheet blank was rolled into a spiral with an inner diameter of 19.5 mm, an outer diameter of 29.5 mm and a height of 200 mm. The spiral consisted of five turns with a gap between them of 0.5 mm. The resulting spiral was placed between the titanium and aluminum tubes. A gap of 0.5 mm was established between the initial and final turns of the spiral of titanium and aluminum tubes.

Ни наружной поверхности алюминиевой трубки располагали цилиндрический заряд ВВ (смесь аммонита 6ЖВ с селитрой) весом 500 г, который инициировали с помощью детонирующего шнура и электродетонатора. A cylindrical explosive charge (a mixture of 6GV ammonite with nitrate) weighing 500 g, which was initiated using a detonating cord and an electric detonator, was located on the outer surface of the aluminum tube.

В результате сварки взрывом была получена монолитная многослойная трубка с внутренним диаметром 18 мм, наружным 30,4 мм и толщиной титанового слоя 1 мм, медного 2,7 мм и алюминиевого 2,5 мм. Длина составляла 200 мм. As a result of explosion welding, a monolithic multilayer tube was obtained with an inner diameter of 18 mm, an outer diameter of 30.4 mm and a titanium layer 1 mm thick, 2.7 mm copper and 2.5 mm aluminum. The length was 200 mm.

Claims

1. A method of producing multilayer pipes by explosion welding, in which the tube blanks and explosive charge are coaxial, characterized in that between the tube blanks have an intermediate layer of a sheet coiled into a spiral with a gap between the turns.

2. The method according to p. 1, characterized in that the spiral is made of bimetallic sheet.

3. The method according to p. 1, characterized in that the spiral is made of a multilayer sheet.

4. The method according to p. 1, characterized in that the spirals are made of at least two sheets not connected to each other.

5. The method according to p. 1, characterized in that the spiral is made of several parts joined along the length of the pipe blanks.