RU2373035C1 - Method of fabricating items with internal cavities by means of explosive loading - Google Patents

Method of fabricating items with internal cavities by means of explosive loading Download PDF

Info

Publication number
RU2373035C1
RU2373035C1 RU2008129997/02A RU2008129997A RU2373035C1 RU 2373035 C1 RU2373035 C1 RU 2373035C1 RU 2008129997/02 A RU2008129997/02 A RU 2008129997/02A RU 2008129997 A RU2008129997 A RU 2008129997A RU 2373035 C1 RU2373035 C1 RU 2373035C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavity
explosive
forming elements
forming element
layers
Prior art date
Application number
RU2008129997/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Петрович Писарев (RU)
Сергей Петрович Писарев
Юрий Павлович Трыков (RU)
Юрий Павлович Трыков
Леонид Моисеевич Гуревич (RU)
Леонид Моисеевич Гуревич
Виктор Георгиевич Шморгун (RU)
Виктор Георгиевич Шморгун
Дмитрий Юрьевич Донцов (RU)
Дмитрий Юрьевич Донцов
Дмитрий Сергеевич Самарский (RU)
Дмитрий Сергеевич Самарский
Вячеслав Федорович Казак (RU)
Вячеслав Федорович Казак
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority to RU2008129997/02A priority Critical patent/RU2373035C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373035C1 publication Critical patent/RU2373035C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention can be implemented for fabricating items of cylinder form with internal cavities, for example heat exchangers, parts of electric-chemical and chemical equipment, heat regulators etc. A removable metal rod of specified diametre is inserted in the cavity of a cavity forming element symmetrically to its lengthwise axis. A gap is filled with removable water filler. Filled with water external cavity forming elements in form of pipes with a layer of easy fusible material on their external surface are arranged close to each other on surface of the central cavity forming element. The formed bundle is put into a tubular metal shell removed after explosion. A circular charge of explosive substance (ES) is arranged on surface of the shell; further, process of detonation is initiated. Upon explosive loading produced blank is subject to heat treatment with consideration to melting temperature of layers of easy fusible material.
EFFECT: there is produced all-welded composite item of cylinder shape with increased volume share of internal cavities, reduced consumption of metal per one item, facilitating meanwhile high efficiency of heat exchange of substances in internal channels of item with environment.
6 cl, 3 dwg, 1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к технологии получения изделий цилиндрической формы с помощью энергии взрыва и может быть использовано для изготовления изделий с внутренними полостями, например теплообменников, деталей электротермического и химического оборудования, теплорегуляторов и т.п.The invention relates to a technology for producing products of cylindrical shape using explosion energy and can be used for the manufacture of products with internal cavities, for example heat exchangers, parts of electrothermal and chemical equipment, heat regulators, etc.

Известен способ получения сверхпроводящих изделий с внутренней полостью с помощью энергии взрыва, при котором устанавливают соосно трубчатый полостеобразующий элемент с удаляемым наполнителем и трубчатую облицовку, в зазор между ними засыпают порошок сверхпроводящего материала и инициируют наружный заряд взрывчатого вещества, при этом для исключения повреждения поверхности трубчатой облицовки и повышения качества слоя из сверхпроводящего материала между зарядом взрывчатого вещества и трубчатой облицовкой соосно размещают защитную трубчатую прослойку, между ней и трубчатой облицовкой в зазор засыпают тонкодисперсный керамический порошок, берут взрывчатое вещество со скоростью детонации 1580-3800 м/с, а процесс ведут при отношении удельной массы взрывчатого вещества к сумме удельных масс защитной трубчатой прослойки, тонкодисперсного керамического порошка, трубчатой облицовки и порошка сверхпроводящего материала, равном 0,51-0,81 (патент РФ №1827089, М. кл. В23К 20/08, опубл. 20.02.96 в БИ №5-96).A known method of producing superconducting products with an internal cavity using the energy of the explosion, in which a coaxially tubular cavity-forming element with a removable filler and a tubular lining is installed, superconducting material powder is poured into the gap between them and an external explosive charge is initiated, in order to prevent damage to the surface of the tubular lining and improving the quality of the layer of superconducting material between the explosive charge and the tubular lining coaxially place a protective fine tubular layer, between it and the tubular lining, finely dispersed ceramic powder is poured into the gap, an explosive is taken at a detonation speed of 1580-3800 m / s, and the process is carried out with the ratio of the specific gravity of the explosive to the sum of the specific gravities of the protective tubular interlayer, fine ceramic powder, tubular lining and powder of superconducting material, equal to 0.51-0.81 (RF patent No. 1827089, M. CL. V23K 20/08, publ. 02.20.96 in BI No. 5-96).

Недостатком этого способа является использование в его схеме сварки взрывом лишь одного полостеобразующего элемента, что позволяет получать изделия цилиндрической формы лишь с одной внутренней полостью. Наличие прослойки из спрессованного керамического сверхпроводящего материала между наружной поверхностью медного полостеобразующего элемента и внутренней поверхностью трубчатой облицовки создает значительное термическое сопротивление (отношение толщины слоя к коэффициенту его теплопроводности) при теплообмене вещества, находящегося во внутреннем канале изделия, с окружающей средой, а это весьма ограничивает применение изделий, полученных данным способом в теплообменной аппаратуре.The disadvantage of this method is the use in its scheme of explosion welding only one cavity-forming element, which allows to obtain products of cylindrical shape with only one internal cavity. The presence of a layer of pressed ceramic superconducting material between the outer surface of the copper cavity-forming element and the inner surface of the tubular lining creates significant thermal resistance (the ratio of the layer thickness to the coefficient of its thermal conductivity) during the heat exchange of the substance located in the inner channel of the product with the environment, and this greatly limits the application products obtained by this method in heat exchange equipment.

Известен способ получения сверхпроводящих изделий с внутренней полостью сваркой взрывом, при котором устанавливают соосно трубчатый полостеобразующий элемент с удаляемым водным наполнителем и наружную оболочку, в зазор между ними засыпают порошок сверхпроводящего материала и инициируют заряд взрывчатого вещества. Между наружной поверхностью полостеобразующего элемента и слоем порошка сверхпроводящего материала помещают металлическую трубчатую упрочняющую прослойку из высокоэлектропроводного материала с внутренним диаметром, на 2-4 мм большим наружного диаметра полостеобразующего элемента, при этом берут взрывчатое вещество (ВВ) со скоростью детонации 2400-3520 м/с, а процесс ведут при отношении удельной массы ВВ к сумме удельных масс наружной оболочки, порошка сверхпроводящего материала и упрочняющей прослойки, равном 1,0-1,2 (патент РФ №1732572, опубл. 20.06.97, БИ №17/97, М.кл. В23К 20/08).There is a method of producing superconducting products with an internal cavity by explosion welding, in which a coaxially tubular cavity-forming element with a removable aqueous filler and an outer shell is installed, superconducting material powder is poured into the gap between them and an explosive charge is initiated. Between the outer surface of the cavity-forming element and the powder layer of the superconducting material, a metal tubular reinforcing layer of high-conductive material with an inner diameter 2-4 mm larger than the outer diameter of the cavity-forming element is placed, while an explosive (BB) is taken with a detonation speed of 2400-3520 m / s , and the process is conducted with the ratio of the specific gravity of the explosive to the sum of the specific gravities of the outer shell, the powder of the superconducting material and the reinforcing layer equal to 1.0-1.2 (RF patent No. 1732572, publ. 06/20/97, BI No. 17/97, M.cl. V23K 20/08).

К недостаткам данного способа можно отнести возможность размещения в его схеме сварки взрывом лишь одного полостеобразующего элемента, что позволяет получать по этому способу лишь одноканальные изделия цилиндрической формы с наружной стальной оболочкой. Кроме того, наличие керамического слоя между наружной оболочкой и трубчатой упрочняющей прослойкой затрудняет теплообмен между наружным и внутренним слоем композиционного изделия, а это весьма ограничивает возможности использования данного способа при создании деталей химического, электротермического оборудования и т.п., где требуются материалы с развитой наружной поверхностью и пониженным термическим сопротивлением.The disadvantages of this method include the possibility of placing in its scheme of explosion welding only one cavity-forming element, which allows using this method to obtain only single-channel cylindrical products with an outer steel shell. In addition, the presence of a ceramic layer between the outer shell and the tubular reinforcing layer impedes heat transfer between the outer and inner layers of the composite product, and this greatly limits the possibility of using this method when creating parts of chemical, electrothermal equipment, etc., where materials with developed outer surface and reduced thermal resistance.

Наиболее близким по техническому уровню и достигаемому результату является способ получения изделий с внутренними полостями сваркой взрывом, при котором устанавливают наружную металлическую облицовку в виде стальной трубчатой оболочки с зазором относительно плакируемой заготовки в виде пучка труб, например, из меди с водным наполнителем в их внутренних полостях. Между трубами помещают соединительные стержни из более легкоплавкого металла, чем медь, а сварку взрывом осуществляют с помощью заряда взрывчатого вещества, расположенного на поверхности плакирующей заготовки. После взрывного воздействия с целью увеличения площади сварных соединений проводят термообработку изделия при температуре на 5-20°С выше температуры ликвидуса металла соединительных стержней (Авторское свидетельство СССР №1541913, М. кл. В23К 20/08, опубл. в БИ №17-97 - прототип).The closest in technical level and the achieved result is a method of producing products with internal cavities by explosion welding, in which an external metal cladding is installed in the form of a steel tubular shell with a gap relative to the plated workpiece in the form of a tube bundle, for example, of copper with aqueous filler in their internal cavities . Connecting rods of a more fusible metal than copper are placed between the pipes, and explosion welding is carried out using an explosive charge located on the surface of the cladding blank. After explosive action, in order to increase the area of welded joints, the product is heat treated at a temperature of 5-20 ° C above the liquidus temperature of the metal of the connecting rods (USSR Author's Certificate No. 1541913, M. class. V23K 20/08, published in BI No. 17-97 - prototype).

Недостатком этого способа является наличие в его схеме сварки взрывом наружной стальной оболочки, которая остается в сваренном изделии и при его эксплуатации весьма затрудняет теплообмен теплоносителей, прокачиваемых через внутренние каналы изделия, с окружающей средой. Из-за отсутствия сплошных сварных соединений между стенками полостеобразующих элементов создаются дополнительные препятствия для передачи тепла между теплоносителями, находящимися в смежных каналах изделия. При эксплуатации изделия в условиях циклических нагрузок (вибрации) возможно разрушение локальных очагов сварки. Кроме того, объемная доля полостей в таких изделиях невелика, а это ограничивает возможные области применения изделий, полученных данным способом, в теплообменной аппаратуре.The disadvantage of this method is the presence in its scheme of explosion-welding of the outer steel shell, which remains in the welded product and during its operation makes it very difficult to heat transfer the coolants pumped through the internal channels of the product to the environment. Due to the lack of continuous welded joints between the walls of the cavity-forming elements, additional obstacles are created for the transfer of heat between the coolants located in adjacent channels of the product. When using the product under cyclic loads (vibration), the destruction of local welding foci is possible. In addition, the volume fraction of cavities in such products is small, and this limits the possible applications of the products obtained by this method in heat exchange equipment.

В связи с этим важнейшей задачей является создание нового способа получения изделий с внутренними полостями путем взрывного нагружения по новой технологической схеме взрывного воздействия на свариваемую заготовку с последующей ее термообработкой, обеспечивающей получение за один технологический цикл облегченных цельносварных изделий с повышенной объемной долей внутренних полостей с сохранением при этом их осевой симметрии, высокой герметичности металла полостеобразующих элементов, с повышением эффективности теплообмена веществ, находящихся во внутренних полостях с окружающей средой.In this regard, the most important task is to create a new method for producing products with internal cavities by explosive loading according to a new technological scheme of explosive action on the workpiece to be welded, followed by its heat treatment, which ensures the production of lightweight all-welded products with an increased volume fraction of internal cavities in one technological cycle while maintaining this is their axial symmetry, high tightness of the metal cavity-forming elements, with an increase in the efficiency of heat transfer of substances, located in internal cavities with the environment.

Техническим результатом заявленного способа является создание новой технологической схемы, обеспечивающей за один акт взрывного нагружения и последующей термической обработки, приводящей к расплавлению латунных слоев, получение качественных сплошных сварных соединений между всеми полостеобразующими элементами с исключением при этом нарушений герметичности полостеобразующих элементов, увеличение объемной доли внутренних полостей и благодаря этому снижение металлоемкости изделий, обеспечение их осевой симметрии, повышение эффективности теплообмена веществ, находящихся во внутренних каналах изделия с окружающей средой.The technical result of the claimed method is the creation of a new technological scheme, providing for one act of explosive loading and subsequent heat treatment, leading to the melting of the brass layers, obtaining high-quality solid welded joints between all cavity-forming elements with the exception of violations of the integrity of cavity-forming elements, an increase in the volume fraction of internal cavities and due to this, the reduction of metal consumption of products, ensuring their axial symmetry, increasing the efficiency ivnosti substances heat exchange in the internal channels of the product to the environment.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе получения изделий с внутренними полостями путем взрывного нагружения, при котором берут полостеобразующие элементы в виде труб с удаляемым наполнителем и располагают их пучком в трубчатой оболочке симметрично относительно ее продольной оси, на наружной поверхности трубчатой оболочки располагают кольцевой заряд ВВ и производят инициирование процесса детонации ВВ с помощью электродетонатора, в полости центрального полостеобразующего элемента размещают симметрично его продольной оси удаляемый металлический стержень с диаметром, составляющим 0,83-0,9 внутреннего диаметра центрального полостеобразующего элемента, зазор между стержнем и полостеобразующим элементом заполняют удаляемым водным наполнителем, располагают на наружной поверхности центрального полостеобразующего элемента вплотную друг к другу наружные полостеобразующие элементы в виде труб с толщиной стенок 0,8-1,5 мм, со слоем из легкоплавкого материала на их наружных поверхностях толщиной 10-30 мкм, размещают полученный пучок в трубчатой металлической оболочке, удаляемой после взрывного воздействия, процесс взрывного нагружения ведут при скорости детонации ВВ 3400-4060 м/с и отношении удельной массы ВВ к удельной массе стенки трубчатой оболочки, равном 0,72-0,86, после взрывного нагружения проводят термообработку полученной заготовки в течение 5-7 минут при температуре, превышающей на 5-15°С температуру плавления слоев из легкоплавкого материала на наружных полостеобразующих элементах с образованием при этом цельносварных соединений между всеми полостеобразующими элементами. При осуществлении способа в качестве материала металлического стержня используют сталь, в качестве материала центрального полостеобразующего элемента используют сталь, в качестве слоев из легкоплавкого материала на поверхностях наружных полостеобразующих элементов используют латунь, в качестве материала для изготовления наружных полостеобразующих элементов используют медь, а слои из легкоплавкого материала наносят на поверхности наружных полостеобразующих элементов плазменным напылением.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method for producing products with internal cavities by explosive loading, in which cavity-forming elements in the form of pipes with removable filler are taken and their bundle is placed in the tubular shell symmetrically with respect to its longitudinal axis, an annular ring is placed on the outer surface of the tubular shell explosive charge and initiate the process of detonation of explosives using an electric detonator, in the cavity of the central cavity-forming element place a sym removable metal axis with a diameter of 0.83-0.9 of the inner diameter of the central cavity-forming element, the gap between the rod and the cavity-forming element is filled with a removable aqueous filler, located on the outer surface of the central cavity-forming element, external cavity forming elements close to each other in the form of pipes with a wall thickness of 0.8-1.5 mm, with a layer of fusible material on their outer surfaces with a thickness of 10-30 microns, place the resulting beam in the pipes With a metal shell removed after explosive action, the process of explosive loading is carried out at a detonation speed of EXPLOSIVES 3400-4060 m / s and the ratio of the specific gravity of the explosive to the specific gravity of the wall of the tubular shell equal to 0.72-0.86, after explosive loading, the obtained billets for 5-7 minutes at a temperature 5-15 ° C higher than the melting temperature of the layers of fusible material on the outer cavity forming elements with the formation of all-welded joints between all cavity forming elements s. When implementing the method, steel is used as the material of the metal rod, steel is used as the material of the central cavity-forming element, brass is used as layers of fusible material on the surfaces of the outer cavity-forming elements, copper is used as the material for the manufacture of the outer cavity-forming elements, and layers of low-melting material applied to the surface of the external cavity-forming elements by plasma spraying.

Новый способ получения изделий с внутренними полостями имеет существенные отличия по сравнению с прототипом как по построению схемы взрывного прессования заготовки, совокупности технологических приемов и режимов при осуществлении способа, так и по физическим механизмам формирования сплошных сварных соединений между всеми полостеобразующими элементами. Так, предложено в полости центрального полостеобразующего элемента размещать симметрично его продольной оси удаляемый металлический стержень с диаметром, составляющим 0,83-0,9 внутреннего диаметра центрального полостеобразующего элемента, в качестве материала металлического стержня использовать сталь, а зазор между стержнем и полостеобразующим элементом заполнять удаляемым водным наполнителем. Металлический стержень совместно с водным наполнителем обеспечивают сохранность центрального полостеобразующего элемента от неконтролируемых радиальных деформаций при взрывном нагружении. Сталь и вода, как наполнитель, выбраны в качестве материалов как наиболее дешевые материалы. При диаметре металлического стержня, составляющем менее 0,83 внутреннего диаметра центрального полостеобразующего элемента, не обеспечивается полная сохранность центрального полостеобразующего элемента от поперечных деформаций. При диаметре металлического стержня более 0,9 внутреннего диаметра центрального полостеобразующего элемента затруднено заполнение водным наполнителем зазора между стержнем и полостеобразующим элементом.The new method for producing products with internal cavities has significant differences compared with the prototype both in the construction of the explosive pressing scheme of the workpiece, the set of technological methods and modes during the implementation of the method, and in the physical mechanisms of the formation of continuous welded joints between all cavity forming elements. So, it is proposed to place a removable metal rod with a diameter of 0.83-0.9 of the inner diameter of the central cavity-forming element symmetrically to its longitudinal axis in the cavity of the central cavity-forming element, to use steel as the material of the metal rod, and fill the gap between the rod and the cavity-forming element with the removed water filler. The metal rod together with the aqueous filler ensures the safety of the central cavity-forming element from uncontrolled radial deformations during explosive loading. Steel and water, as a filler, are selected as materials as the cheapest materials. When the diameter of the metal rod is less than 0.83 of the inner diameter of the central cavity-forming element, the central cavity-forming element is not completely protected from lateral deformations. When the diameter of the metal rod is more than 0.9, the inner diameter of the central cavity-forming element makes it difficult to fill the gap between the core and the cavity-forming element with an aqueous filler.

В качестве материала центрального полостеобразующего элемента предложено использовать сталь, которая обеспечивает повышенную прочность полученных изделий при растягивающих и изгибающих напряжениях, позволяет размещать в его внутренней полости химически активные вещества.It is proposed to use steel as the material of the central cavity-forming element, which provides increased strength of the obtained products under tensile and bending stresses and allows the placement of chemically active substances in its internal cavity.

Предложено располагать на наружной поверхности центрального полостеобразующего элемента вплотную друг к другу наружные полостеобразующие элементы в виде труб с толщиной стенок 0,8-1,5 мм со слоем из легкоплавкого материала на их наружных поверхностях толщиной 10-30 мкм, при этом в качестве материала для изготовления наружных полостеобразующих элементов предложено использовать медь, а в качестве слоев из легкоплавкого материала на поверхностях наружных полостеобразующих элементов использовать латунь, причем наносить эти слои на медные предложено методом плазменного напыления. Метод плазменного напыления обеспечивает высокую производительность, необходимую прочность сцепления слоев и равномерность толщины латунных слоев по всей длине полостеобразующих элементов. При толщине стенок полостеобразующих элементов менее 0,8 мм возможна потеря герметичности металла в процессе взрывного воздействия.It is proposed to place on the outer surface of the central cavity-forming element outer cavity-forming elements in the form of tubes with a wall thickness of 0.8-1.5 mm with a layer of fusible material on their outer surfaces with a thickness of 10-30 microns, while the quality of the material for It is proposed to use copper for the manufacture of external cavity-forming elements, and to use brass as layers of low-melting material on the surfaces of external cavity-forming elements, and to apply these layers on copper edlozheno by plasma spraying. The plasma spraying method provides high performance, the necessary adhesion of the layers and the uniform thickness of the brass layers along the entire length of the cavity-forming elements. If the wall thickness of the cavity-forming elements is less than 0.8 mm, a loss of metal tightness during explosive action is possible.

Толщина этих стенок более 1,5 мм оказывается избыточной, поскольку качество изделий при этом не улучшается, но неоправданно возрастает их металлоемкость. Толщина латунных слоев 10-30 мкм является достаточной для получения сплошных сварных соединений между всеми полостеобразующими элементами при термообработке изделия после взрывного нагружения. При толщине слоев менее 10 мкм возможно появление участков в стыках полостеобразующих элементов, где отсутствует сварка, а это ухудшает прочностные и служебные свойства изделий. Толщина латунных слоев более 30 мкм является избыточной, поскольку качество изделий при этом не возрастает, но неоправданно увеличивается термическое сопротивление латунных прослоек и энергозатраты на их получение. Латунь обладает высокой прочностью, превышающей прочность медных полостеобразующих элементов, что способствует образованию высокопрочных соединений между всеми полостеобразующими элементами. Медь в качестве материала наружных полостеобразующих элементов обладает высокой теплопроводностью, достаточно высокой пластичностью и прочностью. Полостеобразующие элементы из меди с водным наполнителем в их полостях не разрушаются в процессе высокоскоростного взрывного нагружения, не нарушается их герметичность. Кроме того, латунь в процессе термической обработки хорошо смачивает медь и сталь, что способствует образованию высокопрочных соединений между всеми полостеобразующими элементами, улучшению теплофизических свойств получаемых изделий.The thickness of these walls more than 1.5 mm is excessive, since the quality of the products does not improve, but their metal consumption unreasonably increases. The thickness of the brass layers of 10-30 μm is sufficient to obtain continuous welded joints between all cavity forming elements during heat treatment of the product after explosive loading. With a layer thickness of less than 10 μm, sections may appear at the joints of cavity-forming elements where there is no welding, and this worsens the strength and service properties of the products. The thickness of the brass layers of more than 30 microns is excessive, since the quality of the products does not increase, but the thermal resistance of the brass layers and the energy consumption for their production unreasonably increase. Brass has high strength exceeding the strength of copper cavity-forming elements, which contributes to the formation of high-strength joints between all cavity-forming elements. Copper as a material of external cavity-forming elements has a high thermal conductivity, a sufficiently high ductility and strength. Cavity-forming elements made of copper with a water filler in their cavities are not destroyed during high-speed explosive loading, their tightness is not broken. In addition, brass in the process of heat treatment moistens copper and steel well, which contributes to the formation of high-strength joints between all cavity-forming elements, improving the thermophysical properties of the resulting products.

Предложено размещать полученный пучок в трубчатой металлической оболочке, удаляемой после взрывного воздействия, а процесс взрывного нагружения вести при скорости детонации ВВ 3400-4060 м/с и отношении удельной массы ВВ к удельной массе стенки трубчатой оболочки, равном 0,72-0,86, благодаря чему происходит радиальная деформация трубчатой оболочки, выполняющей функции сплошной среды, передающей давление от продуктов взрыва, наружные полостеобразующие элементы со слоями из легкоплавкого материала - латуни на их нагруженных поверхностях деформируются, приобретая при этом в поперечных сечениях форму криволинейных четырехугольников, промежутки между ними исчезают, происходит термодинамическая активация поверхностей контакта, что способствует при последующей термообработке образованию прочных сплошных неразъемных соединений.It is proposed to place the resulting beam in a tubular metal shell that is removed after explosive action, and to carry out the process of explosive loading at a detonation speed of EXPLOSIVES 3400-4060 m / s and the ratio of the specific gravity of the EXPLOSIVES to the specific gravity of the wall of the tubular shell equal to 0.72-0.86, due to which there is a radial deformation of the tubular shell, performing the functions of a continuous medium, transmitting pressure from the explosion products, external cavity-forming elements with layers of fusible material - brass on their loaded deformation surfaces ruyutsya, thus acquiring a curvilinear cross-sectional shape of quadrilaterals, the intervals between them disappear occurs thermodynamic activation of the contact surfaces, which facilitates the subsequent formation of strong heat treatment of continuous permanent connection.

При скорости детонации ВВ и отношении удельной массы ВВ к удельной массе стенки трубчатой оболочки ниже нижнего предела энергии продуктов детонации ВВ недостаточно для ликвидации промежутков между полостеобразующими элементами и при последующей термообработке не образуется сплошных сварных соединений между всеми составляющими получаемого композиционного материала. Скорость детонации ВВ и величина указанного отношения удельных масс выше верхнего предела являются избыточными, поскольку при этом возможно нарушение герметичности полостеобразующих элементов, затрудняется процесс удаления с поверхности изделия сдеформированной трубчатой оболочки из-за возможности образования нежелательных сварных соединений между латунными слоями полостеобразующих элементов и внутренней поверхностью оболочки.When the detonation velocity of the explosive and the ratio of the specific gravity of the explosive to the specific gravity of the wall of the tubular shell below the lower energy limit of the detonation products of the explosive is insufficient to eliminate the gaps between the cavity-forming elements and during the subsequent heat treatment, no continuous welded joints are formed between all components of the composite material obtained. The detonation velocity of explosives and the value of the specified ratio of specific gravities above the upper limit are excessive, since this may lead to a leak in the cavity-forming elements, the process of removing the deformed tubular shell from the surface of the product is difficult due to the possibility of formation of undesirable welded joints between the brass layers of the cavity-forming elements and the inner surface of the shell .

Предложено после взрывного нагружения проводить термообработку полученной заготовки в течение 5-7 минут при температуре, превышающей на 5-15°С температуру плавления слоев из легкоплавкого материала на наружных полостеобразующих элементах. При такой термической обработке происходит оплавление легкоплавких слоев с образованием цельносварных соединений между всеми полостеобразующими элементами. Время выдержки и температурные режимы ниже нижнего предлагаемого предела недостаточны для протекания в достаточном объеме диффузионных процессов и образования надежных сплошных соединений между всеми полостеобразующими элементами.It is proposed that after explosive loading, heat treatment of the obtained billet be carried out for 5-7 minutes at a temperature that is 5-15 ° C higher than the melting temperature of the layers of low-melting material on the external cavity forming elements. With this heat treatment, the fusible layers melt with the formation of all-welded joints between all cavity-forming elements. The exposure time and temperature conditions below the lower proposed limit are insufficient for diffusion processes to proceed in sufficient volume and the formation of reliable continuous joints between all cavity forming elements.

Температурно-временные режимы выше верхнего предлагаемого предела являются избыточными, не улучшают качество сварных соединений, но при этом неоправданно возрастают энергозатраты на получение изделий.The temperature-time regimes above the upper proposed limit are excessive, do not improve the quality of welded joints, but at the same time the energy costs for obtaining products are unreasonably increased.

На фиг.1 изображена схема взрывного нагружения, ее продольный осевой разрез, на фиг.2 - поперечное сечение А-А схемы взрывного нагружения, на фиг.3 - поперечное сечение сваренного изделия с внутренними полостями, где позиция 18 - сдеформированные наружные полостеобразующие элементы; 19 - сдеформированные слои из легкоплавкого материала; 20, 21 - зоны сварки слоев из легкоплавкого материала между собой и с центральным полостеобразующим элементом, соответственно; 22, 23 - внутренние полости изделия.Figure 1 shows a diagram of explosive loading, its longitudinal axial section, figure 2 is a cross section aa of the explosive loading scheme, figure 3 is a cross section of a welded product with internal cavities, where position 18 is the deformed external cavity forming elements; 19 - deformed layers of fusible material; 20, 21 - zone welding layers of fusible material between themselves and with a central cavity-forming element, respectively; 22, 23 - the internal cavity of the product.

Предлагаемый способ получения изделий с внутренними полостями путем взрывного нагружения осуществляется в следующей последовательности. Изготавливают центральный полостеобразующий элемент в виде трубы 1 и размещают в его полости симметрично продольной оси металлический стержень 2 с диаметром, составляющим 0,83-0,9 внутреннего диаметра центрального полостеобразующего элемента. Зазор между стержнем и полостеобразующим элементом заполняют удаляемым водным наполнителем 3, а герметизацию и центровку осуществляют с помощью втулок 4, 5, например, из резины. Берут наружные полостеобразующие элементы в виде труб 6 с толщиной стенок 0,8-1,5 мм и наносят на их наружные поверхности, например, плазменным напылением слои из легкоплавкого материала 7 толщиной 10-30 мкм. Заполняют полости водным наполнителем 8 и герметизируют по концам заглушками 9, 10, например, из резины. Полученные сборки располагают вплотную друг к другу на наружной поверхности центрального полостеобразующего элемента. Полученный пучок размещают внутри трубчатой оболочки 11 симметрично относительно ее продольной оси, предварительно на ее внутренней поверхности создают противосварочное покрытие 12, например оксидируют, а затем натирают поверхность графитом. Устанавливают направляющий конус 13, например, из стали. На наружной поверхности трубчатой оболочки располагают контейнер 14 с кольцевым зарядом ВВ 15. Для осуществления процесса используют заряд ВВ со скоростью детонации 3400-4060 м/с, при этом отношение его удельной массы к удельной массе стенки трубчатой оболочки обеспечивают равным 0,72-0,86. Размещают полученную сборку на песчаном грунте 16 и производят инициирование процесса детонации в заряде ВВ с помощью электродетонатора 17. При взрывном нагружении происходит высокоскоростная радиальная деформация трубчатой оболочки, наружные полостеобразующие элементы со слоями из легкоплавкого материала - латуни на их наружных поверхностях деформируются, приобретают при этом в поперечных сечениях форму криволинейных четырехугольников, ликвидируются воздушные промежутки между всеми полостеобразующими элементами, при этом происходит термодинамическая активация поверхностей контакта всех металлических слоев. Извлекают из полости центрального полостеобразующего элемента металлический стержень, водный наполнитель удаляется из всех полостей после взрывного нагружения самопроизвольно при разгрузке сжатой системы. После этого на торцевые части полученной заготовки наносят обмазку, например, на основе борной кислоты для защиты металлов от окисления и проводят ее термообработку в течение 5-7 минут при температуре, превышающей на 10-15°С температуру плавления слоев из легкоплавкого материала на наружных полостеобразующих элементах с образованием при этом цельносварных соединений между всеми полостеобразующими элементами. После этого удаляют механической обработкой сдеформированную трубчатую оболочку и металл с краевыми эффектами.The proposed method for producing products with internal cavities by explosive loading is carried out in the following sequence. A central cavity-forming element is made in the form of a pipe 1 and a metal rod 2 with a diameter of 0.83-0.9 of the inner diameter of the central cavity-forming element is placed in its cavity symmetrically to the longitudinal axis. The gap between the rod and the cavity-forming element is filled with a removable aqueous filler 3, and the sealing and alignment is carried out using bushings 4, 5, for example, from rubber. Take external cavity-forming elements in the form of tubes 6 with a wall thickness of 0.8-1.5 mm and apply layers of fusible material 7 with a thickness of 10-30 μm to plasma on their outer surfaces, for example. The cavities are filled with water filler 8 and sealed at the ends with plugs 9, 10, for example, of rubber. The resulting assemblies are placed close to each other on the outer surface of the central cavity-forming element. The resulting bundle is placed inside the tubular shell 11 symmetrically with respect to its longitudinal axis, first an anti-welding coating 12 is created on its inner surface, for example, it is oxidized, and then the surface is rubbed with graphite. Install the guide cone 13, for example, of steel. A container 14 with an annular charge of explosive 15 is placed on the outer surface of the tubular shell. For carrying out the process, a explosive charge is used with a detonation velocity of 3400-4060 m / s, while the ratio of its specific gravity to the specific gravity of the wall of the tubular shell is 0.72-0, 86. The resulting assembly is placed on sandy soil 16 and the detonation process is initiated in the explosive charge using an electric detonator 17. During explosive loading, a high-speed radial deformation of the tubular shell occurs, the outer cavity-forming elements with layers of fusible material - brass deforms on their outer surfaces, and becomes cross-sectional shape of curved quadrangles, air gaps between all cavity-forming elements are eliminated, while IT thermodynamic activation of the contact surfaces of the metal layers. A metal rod is removed from the cavity of the central cavity-forming element, the aqueous filler is removed from all cavities after explosive loading spontaneously during unloading of the compressed system. After that, the end parts of the obtained billet are coated, for example, based on boric acid to protect metals from oxidation and heat treated for 5-7 minutes at a temperature 10-15 ° C higher than the melting temperature of the layers of fusible material on the outer cavity forming elements with the formation of all-welded joints between all cavity-forming elements. After this, the deformed tubular shell and metal with edge effects are removed by machining.

В результате получают цельносварное изделие с внутренними полостями цилиндрической формы без нарушений осевой симметрии и герметичности металлических слоев с пониженным термическим сопротивлением металлических слоев, с повышенной в сравнении с прототипом объемной долей внутренних полостей и пониженным благодаря этому расходом металла в расчете на одно изделие.The result is an all-welded product with internal cavities of a cylindrical shape without axial symmetry and tightness of metal layers with a lower thermal resistance of metal layers, with a higher volume fraction of internal cavities compared to the prototype and a reduced metal consumption per product.

Пример 1 (см. также таблицу)Example 1 (see also table)

Центральный полостеобразующий элемент изготавливают из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72) с наружным зазором 34,4 мм, внутренним Dвн=30 мм, длиной 280 мм. В его полости симметрично продольной оси размещают металлический стержень из стали Ст3 длиной 285 мм, диаметром 27 мм, что составляет 0,9 Dвн. Температура плавления стали 12Х18Н10Т - 1397°С. Зазор между стержнем и полостеобразующим элементом заполняют водным наполнителем, а герметизацию и взаимную центровку указанных деталей осуществляли с помощью резиновых втулок. Наружные полостеобразующие элементы в виде труб в количестве 12 штук изготавливали из меди Ml (ГОСТ 859-78) длиной 280 мм с наружным диаметром 12 мм, внутренним - 10,4 мм, с толщиной стенок Тст=0,8 мм. Температура плавления меди - 1083°С. На наружные поверхности наружных полостеобразующих элементов наносят плазменным напылением слои из легкоплавкого материала - латуни Л63 (ГОСТ 15527-70) толщиной Тсл=10-12 мкм. Температура плавления латуни Л63 tпл=905°C, что значительно ниже, чем у остальных металлических слоев из стали и меди. Заполняют полости наружных полостеобразующих элементов водным наполнителем и герметизируют по концам заглушками из резины. Полученные сборки располагают вплотную друг к другу на наружной поверхности центрального полостеобразующего элемента. Полученный пучок размещают внутри трубчатой оболочки из стали Ст3 симметрично относительно ее продольной оси. Наружный диаметр оболочки - 66 мм, внутренний - 58,5 мм, толщина стенки Тоб=0,375 см, плотность стали Пст=7,8 г/см3. Удельная масса стенки трубчатой оболочки Мобоб·Пст=0,375·7,8=2,925 г/см2. Внутреннюю поверхность трубчатой оболочки предварительно оксидировали в окислительной среде, а затем натирали поверхность графитом, создавая при этом противосварочное покрытие. Устанавливают направляющий конус из стали Ст3 с углом при вершине 90°, на наружной поверхности трубчатой оболочки располагают контейнер с кольцевым зарядом ВВ, в качестве которого использовали аммонит 6ЖВ. Наружный диаметр заряда 126 мм, внутренний - 66 мм, толщина заряда Твв=3 см, его плотность The central cavity-forming element is made of stainless steel 12X18H10T (GOST 5632-72) with an external clearance of 34.4 mm, an internal D ext = 30 mm, and a length of 280 mm. A metal rod of St3 steel 285 mm long, 27 mm in diameter, which is 0.9 D ext ., Is placed in its cavity symmetrically to the longitudinal axis. The melting point of steel 12X18H10T is 1397 ° C. The gap between the rod and the cavity-forming element is filled with an aqueous filler, and the sealing and mutual alignment of these parts was carried out using rubber bushings. Outer cavity-forming elements in the form of pipes in the amount of 12 pieces were made of Ml copper (GOST 859-78) 280 mm long with an external diameter of 12 mm, an internal diameter of 10.4 mm, and a wall thickness T article = 0.8 mm. The melting point of copper is 1083 ° C. Layers of fusible material - brass L63 (GOST 15527-70) with a thickness of T sl = 10-12 microns are applied on the outer surfaces of the outer cavity-forming elements by plasma spraying. The melting temperature of brass is L63 t PL = 905 ° C, which is much lower than that of the other metal layers of steel and copper. The cavities of the external cavity-forming elements are filled with a water filler and sealed at the ends with rubber plugs. The resulting assemblies are placed close to each other on the outer surface of the central cavity-forming element. The resulting beam is placed inside a tubular shell of steel St3 symmetrically relative to its longitudinal axis. The outer diameter of the shell is 66 mm, the inner is 58.5 mm, the wall thickness is T r = 0.375 cm, the density of the steel is P st = 7.8 g / cm 3 . The specific mass of the wall of the tubular shell M about = T about · P article = 0.375 · 7.8 = 2.925 g / cm 2 . The inner surface of the tubular shell was pre-oxidized in an oxidizing medium, and then the surface was rubbed with graphite, thereby creating an anti-welding coating. A guide cone made of St3 steel is installed with an angle at the apex of 90 °, a container with an explosive ring charge is placed on the outer surface of the tubular shell, which was used 6GV ammonite. The outer diameter of the charge is 126 mm, the inner diameter is 66 mm, the thickness of the charge is T BB = 3 cm, its density

Пвв=0,7 г/см3, удельная масса Мвввв·Пвв=3·0,7=2,1 г/см2. При выбранных параметрах заряда скорость детонации ВВ Dвв=3400 м/с. Отношение удельной массы заряда ВВ к удельной массе стенки трубчатой оболочки равно: Мввоб=2,1:2,92=0,72.P cc = 0.7 g / cm 3 , specific gravity M cc = T cc · P cc = 3 · 0.7 = 2.1 g / cm 2 . With the chosen parameters of the charge, the detonation velocity of the explosives is D cc = 3400 m / s. The ratio of the specific gravity of the explosive charge to the specific gravity of the wall of the tubular shell is: M cc : M rev = 2.1: 2.92 = 0.72.

Размещают полученную сборку на песчаном грунте и производят взрывное нагружение инициированием процесса детонации в заряде ВВ с помощью электродетонатора. После взрывного воздействия извлекают из полости центрального полостеобразующего элемента металлический стержень, наносят на торцевые части полученной заготовки обмазку на основе борной кислоты для защиты металлических слоев от окисления и проводят термообработку заготовки в электропечи в течение 7 минут при температуре tн=910°C, что на 5°С превышает температуру плавления tпл слоев из легкоплавкого материала - латуни на наружных поверхностях полостеобразующих элементов. После термической обработки механической обработкой удаляют сдеформированную трубчатую оболочку и металл с краевыми дефектами в торцевых частях изделия.Place the resulting assembly on sandy soil and produce explosive loading by initiating the detonation process in the explosive charge using an electric detonator. After explosive action, a metal rod is removed from the cavity of the central cavity-forming element, a boric acid-based coating is applied to the end parts of the obtained workpiece to protect metal layers from oxidation, and the workpiece is heat treated in an electric furnace for 7 minutes at a temperature of t n = 910 ° C, which 5 ° C exceeds the melting temperature t PL layers of fusible material - brass on the outer surfaces of the cavity-forming elements. After heat treatment by machining, the deformed tubular shell and metal with edge defects in the end parts of the product are removed.

В результате получили цельносварное изделие с внутренними полостями без нарушения герметичности металлических слоев и осевой симметрии. Объемная доля внутренних полостей составляет 75,4%, что в 6,3 раза больше, чем по прототипу, а объемная доля металла, израсходованного на изготовление изделия, снизилась в 3,6 раза. Термическое сопротивление слоев металла при теплообмене веществ, находящихся во внутренних каналах изделия с окружающей средой снизилось в сравнении с прототипом в 77 раз.The result is an all-welded product with internal cavities without violating the tightness of the metal layers and axial symmetry. The volume fraction of internal cavities is 75.4%, which is 6.3 times more than the prototype, and the volume fraction of the metal used to manufacture the product decreased by 3.6 times. The thermal resistance of the metal layers during heat transfer of substances located in the internal channels of the product with the environment decreased in comparison with the prototype by 77 times.

Пример 2 (см. также таблицу)Example 2 (see also table)

То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения. Наружный диаметр центрального полостеобразующего элемента - 34,45 мм, диаметр металлического стержня 26 мм, что составляет 0,87 Dвн. Наружные полостеобразующие элементы в виде труб имели внутренний диаметр 10,4 мм, толщину стенок - Тст=1,2 мм, толщина слоев из легкоплавкого материала - латуни Тсл=14-16 мкм. Наружный диаметр трубчатой металлической оболочки был 68 мм, внутренний - 58,5 мм, толщина ее стенки Тоб=0,475 см, удельная масса Мобоб·Пст=0,475-7,8=3,7 г/см2. Наружный диаметр заряда ВВ был 148 мм, внутренний - 68 мм, толщина заряда Твв=4 см, его плотность Пвв=0,7 г/см3, удельная масса Мвв=4·0,7=2,8 г/см2. При указанных параметрах заряда скорость детонации ВВ Dвв=4800 м/с. Отношение удельной массы заряда ВВ к удельной массе трубчатой оболочки равно: Мввоб=2,8:3,7=0,76.The same as in example 1, but the following changes. The outer diameter of the central cavity-forming element is 34.45 mm, the diameter of the metal rod is 26 mm, which is 0.87 D int . Exterior polosteobrazuyuschie elements in the form of tubes have an internal diameter 10,4 mm, wall thickness - T g = 1.2 mm, thickness of the layers of fusible material - brass T cl = 14-16 microns. The outer diameter of the tubular metal shell was 68 mm, the inner diameter was 58.5 mm, its wall thickness T rev = 0.475 cm, specific gravity M rev = T rev · P st = 0.475-7.8 = 3.7 g / cm 2 . The outer diameter of the explosive charge was 148 mm, the inner diameter was 68 mm, the thickness of the charge is T cc = 4 cm, its density is P cc = 0.7 g / cm 3 , the specific gravity is M cc = 4 · 0.7 = 2.8 g / cm 2 . With the indicated parameters of the charge, the detonation velocity of the explosives is Dv = 4800 m / s. The ratio of the specific gravity of the explosive charge to the specific gravity of the tubular shell is equal to: M cc : M rev = 2.8: 3.7 = 0.76.

Термообработку заготовки после взрывного нагружения проводили в течение 6 минут при температуре 915°С, что на 10°С превышает температуру плавления tпл слоя из легкоплавкого материала - латуни.Heat treatment of the preform after explosive loading was carried out for 6 minutes at a temperature of 915 ° C, which is 10 ° C higher than the melting temperature t pl of a layer of low-melting material - brass.

Результаты получения изделия с внутренними полостями те же, что в примере 1, но объемная доля внутренних полостей составляет 68,8%, что в 5,7 раз больше, чем у изделий, полученных по прототипу, а объемная доля металла, израсходованного на изготовление изделия, снизилась в 2,8 раза. Термическое сопротивление слоев металла при теплообмене веществ, находящихся во внутренних полостях изделия, с окружающей средой снизилось в сравнении с прототипом в 70 раз.The results of obtaining the product with internal cavities are the same as in example 1, but the volume fraction of internal cavities is 68.8%, which is 5.7 times greater than that of products obtained by the prototype, and the volume fraction of metal used to manufacture the product decreased by 2.8 times. The thermal resistance of the metal layers during heat transfer of substances located in the internal cavities of the product with the environment decreased in comparison with the prototype by 70 times.

Пример 3 (см. также таблицу)Example 3 (see also table)

То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения. Наружный диаметр центрального полостеобразующего элемента - 34,54 мм, диаметр металлического стержня 25 мм, что составляет 0,83 Dвн. Наружные полостеобразующие элементы в виде труб имели внутренний диаметр 9 мм, толщину стенок - Тст=1,5 мм, толщина слоев из легкоплавкого материала - латуни Тсл=28-30 мкм. Наружный диаметр трубчатой металлической оболочки был 70 мм, внутренний - 58,6 мм, толщина ее стенки Тоб=0,57 см, удельная масса Мобоб·Пст=0,57·7,8=4,45 г/см2. Наружный диаметр заряда ВВ был 180 мм, внутренний - 70 мм, толщина заряда Твв=5,5 см, плотность Пвв=0,7 г/см3, удельная масса Мвв=5,5·0,7=3,85 г/см2. При указанных параметрах заряда скорость детонации Dвв=4060 м/с. Отношение удельной массы заряда ВВ к удельной массе трубчатой металлической оболочки равно: Мввоб=3,85:4,45=0,86.The same as in example 1, but the following changes. The outer diameter of the central cavity-forming element is 34.54 mm, the diameter of the metal rod is 25 mm, which is 0.83 D int . Exterior polosteobrazuyuschie elements in the form of tubes have an internal diameter of 9 mm, wall thickness - T g = 1.5 mm, thickness of the layers of fusible material - brass T cl = 28-30 microns. The outer diameter of the tubular metal shell was 70 mm, the inner one was 58.6 mm, its wall thickness T rev = 0.57 cm, the specific gravity M rev = T rev · P st = 0.57 · 7.8 = 4.45 g / cm 2 . The outer diameter of the explosive charge was 180 mm, the inner diameter was 70 mm, the thickness of the charge T cv = 5.5 cm, the density P cv = 0.7 g / cm 3 , the specific gravity M cv = 5.5 · 0.7 = 3, 85 g / cm 2 . With the indicated parameters of the charge, the detonation velocity D BB = 4060 m / s. The ratio of the specific gravity of the explosive charge to the specific gravity of the tubular metal shell is: M cc : M rev = 3.85: 4.45 = 0.86.

Термообработку заготовки после взрывного нагружения проводили в течение 5 минут при температуре 920°С, что на 15°С превышает температуру плавления tпл слоя из легкоплавкого материала - латуни.Heat treatment of the preform after explosive loading was carried out for 5 minutes at a temperature of 920 ° C, which is 15 ° C higher than the melting temperature t pl of a layer of low-melting material - brass.

Результаты получения изделия с внутренними полостями те же, что в примере 1, но объемная доля внутренних полостей составляет 64,2%, что в 5,3 раз больше, чем у изделий, полученных по прототипу, а объемная доля металла, затраченного на изготовление изделия, снизилась в 2,4 раза. Термическое сопротивление слоев металла при теплообмене веществ, находящихся во внутренних полостях изделия, с окружающей средой снизилось в сравнении с прототипом в 55 раз.The results of obtaining products with internal cavities are the same as in example 1, but the volume fraction of internal cavities is 64.2%, which is 5.3 times more than that of products obtained by the prototype, and the volume fraction of metal spent on the manufacture of the product decreased by 2.4 times. The thermal resistance of the metal layers during heat transfer of substances located in the internal cavities of the product with the environment decreased in comparison with the prototype by 55 times.

При получении изделий с внутренними полостями по прототипу (см. таблицу, пример 4) не образуется сплошных сварных соединений между всеми полостеобразующими элементами, что затрудняет теплообмен между веществами, находящимися в смежных каналах. Стальная оболочка остается в сваренном изделии, а это весьма затрудняет теплообмен веществ-теплоносителей, находящихся во внутренних каналах изделия с окружающей средой. Термическое сопротивление металла, отделяющего вещества во внутренних каналах от окружающей среды, в 55-77 раз больше, чем в изделиях, полученных по предлагаемому способу, объемная доля полостей составляет всего лишь 12%, что в 5,3-6,3 раза меньше, чем по прототипу, объемная доля металла, затраченного на изготовление каждого изделия, в 2,4-3,6 раза больше, чем по предлагаемому способу.Upon receipt of the products with internal cavities according to the prototype (see table, example 4), continuous welded joints between all cavity-forming elements are not formed, which complicates heat transfer between substances located in adjacent channels. The steel shell remains in the welded product, and this greatly complicates the heat transfer of heat-transfer substances located in the internal channels of the product with the environment. The thermal resistance of the metal that separates the substances in the internal channels from the environment is 55-77 times greater than in the products obtained by the proposed method, the volume fraction of the cavities is only 12%, which is 5.3-6.3 times less than the prototype, the volume fraction of the metal spent on the manufacture of each product is 2.4-3.6 times more than the proposed method.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Claims (6)

1. Способ получения изделия с внутренними полостями путем взрывного нагружения, при котором берут полостеобразующие элементы в виде труб с удаляемым наполнителем и располагают их пучком в трубчатой оболочке симметрично относительно ее продольной оси, на наружной поверхности трубчатой оболочки располагают кольцевой заряд взрывчатого вещества (ВВ) и производят инициирование процесса детонации ВВ с помощью электродетонатора, отличающийся тем, что в полости центрального полостеобразующего элемента размещают симметрично его продольной оси удаляемый металлический стержень с диаметром, составляющим 0,83-0,9 внутреннего диаметра центрального полостеобразующего элемента, а зазор между стержнем и полостеобразующим элементом заполняют удаляемым водным наполнителем, при этом располагают на наружной поверхности центрального полостеобразующего элемента вплотную друг к другу наружные полостеобразующие элементы в виде труб с толщиной стенок 0,8-1,5 мм, со слоем из легкоплавкого материала на их наружных поверхностях толщиной 10-30 мкм, размещают полученный пучок в трубчатой металлической оболочке, удаляемой после взрывного воздействия, а процесс взрывного нагружения ведут при скорости детонации ВВ 3400-4060 м/с и отношении удельной массы ВВ к удельной массе стенки трубчатой оболочки, равном 0,72-0,86, причем после взрывного нагружения проводят термообработку полученной заготовки изделия в течение 5-7 мин при температуре, превышающей на 5-15°С температуру плавления слоев из легкоплавкого материала на наружных полостеобразующих элементах с образованием при этом цельносварных соединений между всеми полостеобразующими элементами.1. A method of obtaining a product with internal cavities by explosive loading, in which cavity-forming elements in the form of tubes with removable filler are taken and their bundle is placed in the tubular shell symmetrically with respect to its longitudinal axis, an explosive charge (BB) is placed on the outer surface of the tubular shell and initiate the process of detonation of explosives using an electric detonator, characterized in that in the cavity of the central cavity-forming element is placed symmetrically by its longitudinal a removable metal rod with a diameter of 0.83-0.9 of the inner diameter of the central cavity-forming element, and the gap between the rod and the cavity-forming element is filled with a removable aqueous filler, while the external cavity-forming elements are located on the outer surface of the central cavity-forming element in in the form of pipes with a wall thickness of 0.8-1.5 mm, with a layer of fusible material on their outer surfaces with a thickness of 10-30 microns, place the resulting beam in a tubular metal shell, removed after explosive action, and the process of explosive loading is carried out at a detonation speed of EXPLOSIVES 3400-4060 m / s and the ratio of the specific gravity of the explosive to the specific gravity of the wall of the tubular shell, equal to 0.72-0.86, and after the explosive loading conduct heat treatment the resulting product blank for 5-7 minutes at a temperature 5-15 ° C higher than the melting temperature of the layers of fusible material on the outer cavity forming elements with the formation of all-welded joints between all cavity forming elements Tami. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала металлического стержня используют сталь.2. The method according to claim 1, characterized in that steel is used as the material of the metal rod. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала центрального полостеобразующего элемента используют сталь.3. The method according to claim 1, characterized in that steel is used as the material of the central cavity-forming element. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве слоев из легкоплавкого материала на поверхностях наружных полостеобразующих элементов используют латунь.4. The method according to claim 1, characterized in that brass is used as layers of fusible material on the surfaces of the outer cavity-forming elements. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала для изготовления наружных полостеобразующих элементов используют медь.5. The method according to claim 1, characterized in that copper is used as the material for the manufacture of external cavity-forming elements. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что слои из легкоплавкого материала нанесены на поверхности наружных полостеобразующих элементов плазменным напылением. 6. The method according to claim 1, characterized in that the layers of fusible material are deposited on the surface of the outer cavity-forming elements by plasma spraying.
RU2008129997/02A 2008-07-21 2008-07-21 Method of fabricating items with internal cavities by means of explosive loading RU2373035C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129997/02A RU2373035C1 (en) 2008-07-21 2008-07-21 Method of fabricating items with internal cavities by means of explosive loading

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008129997/02A RU2373035C1 (en) 2008-07-21 2008-07-21 Method of fabricating items with internal cavities by means of explosive loading

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2373035C1 true RU2373035C1 (en) 2009-11-20

Family

ID=41477793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008129997/02A RU2373035C1 (en) 2008-07-21 2008-07-21 Method of fabricating items with internal cavities by means of explosive loading

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2373035C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2613511C1 (en) * 2016-06-20 2017-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for producing composite articles with inner cavity by means of explosion welding
RU2618262C1 (en) * 2016-06-20 2017-05-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Production of composite articles with internal cavities by blast welding
RU2618263C1 (en) * 2016-06-20 2017-05-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Production method of the composite products with the inner cavity by explosion welding

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2613511C1 (en) * 2016-06-20 2017-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for producing composite articles with inner cavity by means of explosion welding
RU2618262C1 (en) * 2016-06-20 2017-05-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Production of composite articles with internal cavities by blast welding
RU2618263C1 (en) * 2016-06-20 2017-05-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Production method of the composite products with the inner cavity by explosion welding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2425739C1 (en) Explosion welding procedure for production of cylinder composite items with internal cavities
Guo et al. Effects of the inner mould material on the aluminium–316L stainless steel explosive clad pipe
US9561559B2 (en) Method and machine for forge welding of tubular articles and exothermic flux mixture and method of manufacturing an exothermic flux mixture
CN111085769B (en) Manufacturing process of explosive composite pipe with negative pressure cavity based on liquid explosive
JP2005133936A (en) Composite material tube for ethylene thermal cracking furnace, process for manufacturing the same, and method of joining the same
RU2373035C1 (en) Method of fabricating items with internal cavities by means of explosive loading
JPS6037162B2 (en) Manufacturing method of clad metal pipe
CN102537536A (en) Composite bending-straight tube, concrete pump truck and manufacture method of composite bending-straight tube
JP5472480B2 (en) Manufacturing method of double pipe with braided wire
US4049184A (en) Method of manufacturing polymetallic pipes
CN103451647B (en) Preparation method for centrifugal self-propagating ceramic/alloy double-compound wear-resistant tube
RU2424883C1 (en) Method of producing composite articles with inner cavities by explosion welding
JP2017514993A (en) Method for manufacturing picklable metal components
WO2017092721A1 (en) Method of production of high-pressure seamless cylinder from corrosion-resistant steel
RU2660785C2 (en) Method of manufacture of wire for processing metallurgical melts and wire for processing metallurgical melts
RU2425740C1 (en) Explosion welding procedure for production of items with internal cavities
RU2618263C1 (en) Production method of the composite products with the inner cavity by explosion welding
RU2632503C1 (en) Method of producing composite products with inner cavity by means of explosion welding
RU2618262C1 (en) Production of composite articles with internal cavities by blast welding
RU2711289C1 (en) Method of producing composite materials from steel and mixtures of powders of nickel and tungsten boride
RU2613511C1 (en) Method for producing composite articles with inner cavity by means of explosion welding
RU2632501C1 (en) Method of producing composite products with inner cavity by means of explosion welding
RU2632502C1 (en) Method of producing composite products with inner cavity by means of explosion welding
RU98166U1 (en) COMPOSITION CYLINDRICAL HEAT EXCHANGER WITH INTERNAL CAVES
CN107755455B (en) The manufacturing method and bimetallic tube of bimetallic tube

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100722