RU2659557C2 - Способ сварки взрывом композиции из малопластичных материалов - Google Patents
Способ сварки взрывом композиции из малопластичных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659557C2 RU2659557C2 RU2016114636A RU2016114636A RU2659557C2 RU 2659557 C2 RU2659557 C2 RU 2659557C2 RU 2016114636 A RU2016114636 A RU 2016114636A RU 2016114636 A RU2016114636 A RU 2016114636A RU 2659557 C2 RU2659557 C2 RU 2659557C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosion
- welding
- explosion welding
- low
- sheet
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/06—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of high energy impulses, e.g. magnetic energy
- B23K20/08—Explosive welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
Abstract
Изобретение может быть использовано при изготовлении взрывом биметаллических композиций из малопластичных материалов. Для исключения появления на границе соединения сдвиговых трещин сначала приваривают взрывом к плакирующему листу технологическую прокладку из меди, толщиной 0,3-0,5 мм. Затем приваривают взрывом полученный двухслойный плакирующий лист к плакируемой заготовке в режиме, соответствующем режиму упомянутой приварки технологической прокладки. Способ обеспечивает получение качественных биметаллических листовых композиций. 2 ил., 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов энергией взрыва, в частности к сварке взрывом многослойных композиций.
Известен способ сварки взрывом (см. Дерибас А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом. 2-е изд., доп. и перераб. - Новосибирск: Наука, 1980. С. 115-124), в которых соединение двух пластин из одинаковых или различных материалов получают метанием одной (плакирующей) пластины на другую неподвижную (плакируемую) пластину под некоторым углом γ. Известен также способ соединения сваркой взрывом стали с алюминием (см. патент 3689232 США, МПК В23К20/08, 1971), в котором на неподвижную, обычно более толстую пластину, предварительно наносится сваркой взрывом тонкая технологическая прокладка, а затем основной плакирующий слой. Эти способы позволяют получать многослойные композиции из различных металлов и сплавов, однако с их применением нельзя получать композиции, содержащие малопластичные склонные к трещинообразованию при деформации металлы и сплавы. Причина в том, что (см. Дерибас А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом. 2-е изд., доп. и перераб. - Новосибирск: Наука, 1980. С. 130-132) в результате соударения плакирующей пластины толщиной δ с плакируемой пластиной в зоне соединения образуются волны с длиной λ=26⋅δ⋅sin2(γ/2) и амплитудой a=(0,14-0,30)-λ. Эти параметры связаны с временем прохождения волн напряжений по толщине плакирующей пластины. В результате волнообразования в местах с наибольшими пластическими деформациями (см. Захаренко И.Д., Злобин Б.С. Влияние твердости свариваемых материалов на положение нижней границы сварки взрывом // Физика горения и взрыва. 1983. Т. 19. №5. С. 170-174) на гребнях волн образуются сдвиговые трещины, которые не позволяют получать качественные многослойные композиции с использованием таких материалов, как высокопрочные стали в термообработанном состоянии, титановые и молибденовые сплавы. При большой толщине плакирующей пластины волны достигают значительных размеров и большие сдвиговые деформации приводят к образованию трещин (см. Фиг. 1) в зоне соединения, что приводит к разрушению всей композиции.
Известен способ плакирования взрывом деталей из стали (см. А.С. 1042931 СССР, В 23К/20, 1979), принятый за прототип, где в качестве технологической прокладки используют железоуглеродистый сплав на ферритовой основе или армко-железо, причем технологическую прокладку предварительно наносят сваркой взрывом на плакирующую пластину. Данный способ обладает тем недостатком, что акустические импедансы (произведение плотности материала на скорость звука в нем) технологической прокладки и свариваемых через нее сталей практически не отличаются (см. табл. 1).
Плакирующая пластина является однородной с точки зрения прохождения по ней волн напряжений, возникающих при соударении с неподвижной плакируемой пластиной. В результате величина образующихся в зоне соединения волн определяется суммарной толщиной плакирующей пластины и технологической прокладки и, в соответствии с вышеприведенной формулой, размер волн растет с ростом толщины плакирующей пластины. Для свариваемых малопластичных материалов (см. Фиг. 1) рост волн приводит к трещинообразованию.
Предлагаемый способ плакирования взрывом по сравнению с прототипом решает следующие задачи: повышает качество многослойной композиции из малопластичных металлов и сплавов, таких как, например, высокопрочные стали в термообработанном состоянии, титановые и молибденовые сплавы, и расширяет возможности сварки взрывом в области создания биметаллических и многослойных композиций. Изложенные задачи решаются тем, что в качестве тонкой технологической прокладки, которую предварительно наносят на плакирующую пластину, используют пластичный материал с акустическим импедансом, отличным от акустического импеданса плакирующей пластины. Для высокотвердых сталей таким материалом является, например, медь (см. табл. 1). Рекомендуемая толщина технологической прокладки 0,3÷1,2 мм. Известно (см. Плакирование стали взрывом / Гельман А.С. и др., М. Машиностроение, 1978. С. 25-27), что распространение волн напряжений в слоистых средах, когда разные слои имеют различный акустический импеданс, существенно отличается от прохождения волн в однородных средах. В слоистых средах происходит отражение волн напряжений от границ слоев, что может существенно влиять на процесс сварки взрывом. Опыты показали, что при метании плакирующей пластины с нанесенной на нее технологической прокладкой размер волн в зоне соединения определяется толщиной технологической прокладки, если акустические импедансы пластины и прокладки различны.
Предлагаемое изобретение поясняется графическим материалом.
На Фиг. 1 показана зона соединения после сварки взрывом твердых сталей через медную прокладку по обычной схеме, когда прокладку предварительно сваривают с плакируемой пластиной. Видны сдвиговые трещины, образующиеся на гребнях волн, на границе между плакирующим листом и медной прокладкой.
На Фиг. 2 показана зона шва после сварки взрывом твердых сталей через медную прокладку по предлагаемому способу, когда прокладку предварительно сваривают с плакирующей пластиной. Трещины на границе соединения не образуются.
Заявляемый способ (см. Фиг. 2) заключается в следующем.
Проводят необходимую технологическую термообработку плакирующего листа 1 и плакируемой заготовки 2 из основного металла. Плакирующий лист 1 покрывают методом сварки взрывом тонкой технологической прокладкой из пластичного металла 3 с отличным от плакирующего листа акустическим импедансом. Для этого над плакирующим листом 1 устанавливают тонкую технологическую прокладку, размещают на ней заряд ВВ и производят сварку. Затем плакирующий лист 1 с нанесенной на него технологической прокладкой устанавливают над плакируемой заготовкой 2, размещают на нем заряд ВВ и производят сварку в режиме, соответствующем сварке материала технологической прокладки с плакируемой заготовкой.
Благодаря применению тонкой технологической прокладки и выполнению сварки в вышеописанной последовательности, волны на границе соединения имеют минимальный размер и не приводят к возникновению трещин.
Пример. Изготавливали биметаллическую композицию из стали 60Г2А и стали 30ХГСА по следующей технологии.
Термообработанный лист из стали 60Г2А, HRC 45 толщиной 3 мм плакировали медной фольгой толщиной 0,3 мм по технологии сварки взрывом.
Далее проводили термическую обработку основной заготовки из стали 30ХГСА до HRC 45.
Сварку взрывом осуществляли как сварку двухслойного плакирующего листа и основной заготовки. Результат металлографического исследования полученной композиции соответствует Фиг. 2.
Заявляемый способ экспериментально опробован в КТФ ИГиЛ СО РАН.
Claims (1)
- Способ изготовления сваркой взрывом многослойной композиции из малопластичных сталей, включающий приварку взрывом к плакирующему листу технологической прокладки, выполненной из меди, толщиной 0,3-0,5 мм, и последующую приварку взрывом полученного двухслойного плакирующего листа к плакируемой заготовке в режиме, соответствующем режиму упомянутой приварки технологической прокладки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016114636A RU2659557C2 (ru) | 2016-04-14 | 2016-04-14 | Способ сварки взрывом композиции из малопластичных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016114636A RU2659557C2 (ru) | 2016-04-14 | 2016-04-14 | Способ сварки взрывом композиции из малопластичных материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016114636A RU2016114636A (ru) | 2017-10-19 |
RU2659557C2 true RU2659557C2 (ru) | 2018-07-02 |
Family
ID=60120296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016114636A RU2659557C2 (ru) | 2016-04-14 | 2016-04-14 | Способ сварки взрывом композиции из малопластичных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2659557C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755314C1 (ru) * | 2021-02-24 | 2021-09-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Битруб Интернэшнл" | Способ изготовления биметаллического цилиндрического изделия (варианты) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1042931A1 (ru) * | 1979-06-11 | 1983-09-23 | Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" | Способ плакировани взрывом деталей из стали |
US4867369A (en) * | 1986-11-07 | 1989-09-19 | Exploweld Ab | Method pertaining to the explosion welding of very thin metal layers |
JP2000117462A (ja) * | 1998-10-20 | 2000-04-25 | Sanwa Shokai:Kk | 多層複合材料及びその製造方法 |
RU2370350C1 (ru) * | 2008-03-26 | 2009-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Способ получения композиционного материала титан-алюминий |
RU2533508C1 (ru) * | 2013-07-26 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ получения композиционного материала медь-титан |
-
2016
- 2016-04-14 RU RU2016114636A patent/RU2659557C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1042931A1 (ru) * | 1979-06-11 | 1983-09-23 | Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" | Способ плакировани взрывом деталей из стали |
US4867369A (en) * | 1986-11-07 | 1989-09-19 | Exploweld Ab | Method pertaining to the explosion welding of very thin metal layers |
JP2000117462A (ja) * | 1998-10-20 | 2000-04-25 | Sanwa Shokai:Kk | 多層複合材料及びその製造方法 |
RU2370350C1 (ru) * | 2008-03-26 | 2009-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Способ получения композиционного материала титан-алюминий |
RU2533508C1 (ru) * | 2013-07-26 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ получения композиционного материала медь-титан |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755314C1 (ru) * | 2021-02-24 | 2021-09-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Битруб Интернэшнл" | Способ изготовления биметаллического цилиндрического изделия (варианты) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016114636A (ru) | 2017-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zamani et al. | Explosive welding of stainless steel–carbon steel coaxial pipes | |
Carvalho et al. | Explosive welding of aluminium to stainless steel | |
Kapil et al. | Magnetic pulse welding: an efficient and environmentally friendly multi-material joining technique | |
Dragobetskii et al. | The technology of production of a copper—aluminum—copper composite to produce current lead buses of the high—voltage plants | |
Wronka | Testing of explosive welding and welded joints. Wavy character of the process and joint quality | |
Strass et al. | Realization of Al/Mg-hybrid-joints by ultrasound supported friction stir welding-mechanical properties, microstructure and corrosion behavior | |
Van Aswegen et al. | Experimental and analytical investigation of the effects of laser shock peening processing strategy on fatigue crack growth in thin 2024 aluminium alloy panels | |
RU2659557C2 (ru) | Способ сварки взрывом композиции из малопластичных материалов | |
Kuz'min et al. | Influence of structure formation and properties of bimetal produced by ultrasound-assisted explosive welding | |
Duong et al. | Fatigue behavior of dissimilar friction stir welded T-lap joints between AA5083 and AA7075 | |
Ruiz et al. | Microstructural and ultrasonic characterization of 2101 lean duplex stainless steel welded joint | |
Kong et al. | Evaluation of the mechanical properties of Inconel 718 to SCM 440 dissimilar friction welding through real-time monitoring of the acoustic emission system | |
Li et al. | High strength welding of Ti to stainless steel by spot impact: microstructure and weld performance | |
Avettand-Fènoël et al. | Investigation of residual stresses in planar dissimilar magnetic pulse welds by neutron diffraction | |
Ermakova et al. | Fatigue life assessment of wire arc additively manufactured ER100S-1 steel parts | |
Li et al. | Interfacial reactions and joint performances of high-power ultrasonic welding of aluminum to steel | |
Haribaskar et al. | Surface Integrity of additively manufactured Inconel-718 by peening approaches | |
Sherpa et al. | Experimental and theoretical study of dynamic bend angle in the explosive welding process | |
Miriyev et al. | Steel to titanium solid state joining displaying superior mechanical properties | |
Zhao et al. | Study on the technology of explosive welding Incoloy800-SS304 | |
Szachogluchowicz et al. | Testing and verification modeling of wave-shape formation under explosion welding to laminate AA 2519-Ti6Al4V | |
Aloraier et al. | TBW technique by varying weld polarities in SMAW as an alternative to PWHT | |
Wang et al. | Effect of stress concentration on strength and fracture behavior of dissimilar metal joints | |
Eliseev et al. | Microstructure of fixed butt joints formed by friction stir welding on 2024T3 aluminum alloy | |
Hovanski et al. | Friction stir welding and processing IX |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200415 |