Сварка взрывом: технология или процесс сварки с газовым баллоном и оборудование для этого, ее виды и какая область применения

Содержание

Общие сведения

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

Сварка взрывом относится к разновидности сварки под давлением. Воздействие осуществляется ударной волной, образующейся в результате инициирования взрывчатых веществ.

Технология обработки при помощи взрывной сварки не полностью изучена, но уже активно применяется в промышленных масштабах для:

  • укрепления сцепления металлических поверхностей сложной конструкции;
  • изготовления монолитных многоуровневых изделий;
  • производства полых заготовок цилиндрической формы;
  • надежной фиксации стыков труб;
  • создания биметаллических заготовок.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

Это лишь малый список возможностей. Подробная информация о сварке взрывом известна далеко не всем, потому как чаще всего она используется в случаях, когда другие методы не дают требуемого эффекта.

Способы

Специфика сварки взрывом достаточно проста в применении, а полученное соединение считается одним из наиболее прочных. Для качественного сплавления существуют два отличных друг от друга способа сварки: по стыку и по разнородности.

Первый, наиболее распространенный способ сварки взрывом — это создание биметаллических заготовок из листовых материалов. Процесс выглядит следующим образом:

  1. На опорный фундамент помещается заготовка, которая в процессе будет неподвижной и основной.
  2. По всей длине листа размещается взрывчатое вещество, после чего монтируется детонатор.
  3. Верхний (плакирующий) лист по плану должен смещаться после взрыва, поэтому его укладывают под углом 3-10° градусов к поверхности основного листа.
  4. Взрыв за доли секунды перемещает верхний лист к основному. В результате воздействия сильной ударной волны практически мгновенно образуется прочное соединение.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

Второй способ взрывной сварки применяется для плавления труб по стыку. Вот как происходит процесс обработки:

  1. В большинстве случаев сплавляют полые трубы. Для предотвращения деформации внутри каждой трубы помещают металлический сердечник.
  2. По всему стыку располагают взрывчатое вещество, а потом и детонатор.
  3. За доли секунды после взрыва поверхности сплавляются.

В любом из способов необходимо точно рассчитать количество и разновидность взрывчатки. В противном случае велик риск деформации или повреждения свариваемых поверхностей.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

Преимущества и недостатки

У любого метода обработки есть положительные и отрицательные моменты. Сварка взрывом не исключение. К достоинствам относят:

  • Стремительность процесса. Стоит вспомнить, что соединение заготовок происходит за какие-то доли секунды. Именно скорость обработки часто становится основным фактором при выборе сварки взрывом.
  • Сплавление разнородных металлов. Другие способы сварки исключают возможность качественной сварки материалов с разными физико-химическими характеристиками.
  • Плакирование. Данным термином называют придание определенных свойств путем покрытия верхнего слоя слоем другого металла.
  • Экономичность. Цельные детали успешно заменяют плакированными, что существенно снижает затраты на заготовки.
  • Дешевизна. Технология сварки взрывом включает в себя затраты только на взрывчатое вещество и детонатор. Другого оборудования не требуется.
  • Универсальность. Создание изделий сложной формы, заготовок для ковки и штамповки, деталей со множеством изгибов.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

Помимо положительных моментов существуют и отрицательные. Среди основных недостатков стоит отметить:

  • низкий уровень управляемости процессом, мощную взрывную волну сложно контролировать;
  • необходимость соответствующей квалификации для допуска к работе;
  • взрывать можно только в специальных защитных камерах или на оборудованных полигонах;
  • длительная подготовка, для расчета типа взрывчатого вещества и его закладки требуется много времени;
  • низкая автоматизация, сильная зависимость от человеческого фактора, увы, автоматизировать такую сварку пока не смогли.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

Несмотря на преобладание положительных моментов, пренебрегать техникой безопасности нежелательно.

Техника безопасности

При работе со взрывчатыми веществами необходимо тщательно соблюдать технику безопасности, ориентируясь в основном, на меры противопожарной безопасности. Тем не менее риск вредного воздействия на работников и на окружающих очень велик, не стоит забывать о низком проценте управляемости взрывной волны. По этим (и не только) причинам рекомендуется придерживаться следующих ограничений:

  • На полигоне. Это масштабный кусок земли для подобных опасных испытаний. Оборудовать полигон для сварки взрывом обязательно вдали от жилого массива.
  • На площадке. Сам процесс должен осуществляться на предварительно подготовленной рабочей площадке, углубленное место с песчаной «подушкой». Чем толще «подушка», тем сильнее она гасит взрывную волну, но предел толщины 1 метр.
  • В защитных камерах. На производстве чаще всего встречается небольшой заряд 15-20 кг. Для взрыва используют отдельном пустое помещение со стенами из бетона или кирпича, толщиной 25 см и более. Целостность оболочки камеры не должна быть нарушена или деформирована.
  • Индивидуальная защита. Применение средств индивидуальной защиты просто неотъемлемая часть техники безопасности при сварке.

Соблюдение обозначенных рекомендаций снизит вероятность возникновения нестандартных ситуаций во время процесса, который имеет, в свою очередь, некоторые особенности.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

Особенности

Процесс сварки взрывом включает в себя два этапа: кропотливую подготовку и молниеносную сварку. Рассмотрим подробнее каждый этап.

Повысить качество сварного соединения и обеспечить его прочность поможет предварительная обработка деталей. Для правильной подготовки необходимо:

  • Выпрямить поверхность свариваемых изделий, максимальная кривизна должна быть 2 мм/м².
  • Обезжирить места соединения, удалить с них оксидную пленку, протереть от окалины и прочих примесей.
  • Достичь необходимой шероховатости. Для этого иногда допустимо использование абразивных материалов.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

После подготовительных манипуляций взрывчатое вещество аккуратно и равномерно распределяют по поверхности, в зависимости от способа сварки.

По всем параметрам подготовительный этап занимает намного больше времени, чем сам процесс. Да, все происходит за несколько микросекунд: ударная волна серьезной мощности с силой ударяет движимый слой о неподвижный, формируя сварное соединение.

Собираясь проводить сварку взрывом стоит помнить, что воздействие взрывной волны на некоторые металлы ухудшает и разрушает их структуру. Вследствие этого в самом слабом по прочности месте сварного соединения возникает диффузия, которая негативно сказывается на результате.

Контроль качества швов

Для контроля сварных соединений, полученных путем сварки взрывом, проверяются три параметра:

  1. Плотность шва проверяют ультразвуковым методом. Для важных швов применяют проверку рентгеноскопией.
  2. Прочность выявляют при помощи срез части шва или его разрыва.
  3. Пластичность исследуют путем различных изгибов, прогибов и кручений сварного соединения.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

При возникновении сомнений в ровности результата, полученное изделие проверяют на деформацию. Для этого понадобится любой измерительный прибор, например линейка.

Новые технологии обработки металлов завоевывают позиции, но остаются не полностью рассмотренными. Поэтому, несмотря на кажущуюся простоту процесса, необходимо предварительно изучить все нюансы и особенности техники безопасности.

Подготовка к работе

Способы сварки взрывом

Способы сварки взрывом.

Для проведения работ потребуется:

  • опорный фундамент для закрепления неподвижной детали;
  • детали, которые требуют сварки;
  • взрывчатое вещество;
  • детонатор;
  • соблюдение определенного расстояния относительно свариваемых деталей;
  • соблюдение определенного угла установки относительно свариваемых деталей.

В зависимости от требуемой задачи, отличается и процесс подготовки к нему. Это может быть сварка:

  • крупногабаритных деталей;
  • многослойных соединений и волокнистых армированных материалов;
  • цилиндрических деталей.

Относительно требуемых целей отличается технологический процесс, прочность и некоторые физические характеристики полученных соединений. Но для использования какого-либо процесса нужно изучать конкретный способ и его особенности более детально.

Cхемы взрывной сварки металлов

Cхемы взрывной сварки металлов при установке деталей: а – под углом, б – параллельно, 1 – неподвижная пластина, 2 – детонатор, 3 – метаемая пластинка, 4 – заряд BB, 5 – промежуточная прокладка.

Основной принцип одинаков для любого из перечисленных воздействий – отличаются только величины, используемые в процессе.

Зафиксированную деталь устанавливают на массивную плиту. После подрыва плита всегда разрушается. Металлическая плита выносит несколько подрывов, но все равно ее приходится восстанавливать после каждого применения.

Наиболее рациональны опоры из легко восстанавливаемых материалов, таковыми себя хорошо зарекомендовал песок и дробь.

Читайте также:  Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля — особенности, ГОСТ

Ударяемую деталь устанавливают под углом от 3 до 10 градусов к закрепленной детали и с определенным зазором, составляющим от 2 до 10 миллиметров. На поверхность ускоряемой детали равномерно укладывается взрывчатое вещество.

Важно, чтобы взрывчатое вещество нанесено было именно равномерно по всей поверхности детали, чтобы избежать возможных изгибов или смещений.

Использовать в качестве взрывчатого вещества можно гексоген, аммонал, тол, ил другие доступные вещества.

Устанавливаем детонатор. Очень важно правильно установить и использовать детонирующие вещества. Для более точной установки заряда используются специальные контейнеры для взрывчатых веществ. Чаще всего они изготавливаются из плотного картона. Выглядит контейнер как открытая сверху коробка с дном, в котором делают отверстие для плотного прилегания к необходимой детали.

Процесс образования соединений при сварке взрывом

Процесс образования соединений при сварке взрывом.

Для получения желаемого результата требуется максимально эффективно инициировать заряд. К главному заряду, которому придаются формы изделия, прикрепляется детонирующий. В зависимости от необходимых объемов работ изменяется форма и размеры вспомогательного взрывателя.

После активации взрывчатого вещества образующаяся взрывная волна растекается со скоростью от 2000 до 8000 метров в секунду. Темпы распространения зависят от химического состава и физического состояния используемого материала.

Взрывная волна воздействует на изделие, расположенное под зарядом, и передает ему львиную долю своей энергии и тем самым ускоряет его до необходимой скорости. Высокоскоростное приближение движущейся детали к неподвижной развивает в месте контакта сильное давление. Под его воздействием происходит неравномерное сжатие с наиболее подходящими условиями для процесса сварки.

Способы

Специфика сварки взрывом достаточно проста в применении, а полученное соединение считается одним из наиболее прочных. Для качественного сплавления существуют два отличных друг от друга способа сварки: по стыку и по разнородности.

Первый, наиболее распространенный способ сварки взрывом — это создание биметаллических заготовок из листовых материалов. Процесс выглядит следующим образом:

  1. На опорный фундамент помещается заготовка, которая в процессе будет неподвижной и основной.
  2. По всей длине листа размещается взрывчатое вещество, после чего монтируется детонатор.
  3. Верхний (плакирующий) лист по плану должен смещаться после взрыва, поэтому его укладывают под углом 3-10° градусов к поверхности основного листа.
  4. Взрыв за доли секунды перемещает верхний лист к основному. В результате воздействия сильной ударной волны практически мгновенно образуется прочное соединение.

Подробная схема

Второй способ взрывной сварки применяется для плавления труб по стыку. Вот как происходит процесс обработки:

  1. В большинстве случаев сплавляют полые трубы. Для предотвращения деформации внутри каждой трубы помещают металлический сердечник.
  2. По всему стыку располагают взрывчатое вещество, а потом и детонатор.
  3. За доли секунды после взрыва поверхности сплавляются.

В любом из способов необходимо точно рассчитать количество и разновидность взрывчатки. В противном случае велик риск деформации или повреждения свариваемых поверхностей.

Плавление труб по стыку

Особенности

Процесс сварки взрывом включает в себя два этапа: кропотливую подготовку и молниеносную сварку. Рассмотрим подробнее каждый этап.

Повысить качество сварного соединения и обеспечить его прочность поможет предварительная обработка деталей. Для правильной подготовки необходимо:

  • Выпрямить поверхность свариваемых изделий, максимальная кривизна должна быть 2 мм/м².
  • Обезжирить места соединения, удалить с них оксидную пленку, протереть от окалины и прочих примесей.
  • Достичь необходимой шероховатости. Для этого иногда допустимо использование абразивных материалов.

Рабочий процесс

После подготовительных манипуляций взрывчатое вещество аккуратно и равномерно распределяют по поверхности, в зависимости от способа сварки.

По всем параметрам подготовительный этап занимает намного больше времени, чем сам процесс. Да, все происходит за несколько микросекунд: ударная волна серьезной мощности с силой ударяет движимый слой о неподвижный, формируя сварное соединение.

Собираясь проводить сварку взрывом стоит помнить, что воздействие взрывной волны на некоторые металлы ухудшает и разрушает их структуру. Вследствие этого в самом слабом по прочности месте сварного соединения возникает диффузия, которая негативно сказывается на результате.

Взрывчатые вещества для сварки

Наиболее употребительными являются насыпные ВВ, так как они позволяют легко создавать заряды требуемых форм и размеров.

Из-за значительного разброса скоростей детонации  целесообразно для  каждой партии ВВ определять ее опытным путем.

Преимущества и недостатки сварки взрывом

Как у любой сварки данному методу присущи положительные моменты и, естественно, существуют недостатки. К достоинствам этого типа технологии относятся:

  • высокая скорость процесса сварки;
  • широкие возможности качественного соединения биметалла;
  • способность плавить особые металлические элементы;
  • возможность создания ровного участка заготовок со сложной конфигурацией углов. Например, заготовки с изгибом;
  • создание изделий для ковки и штамповки;

Качественная сварка детали

Качественная сварка детали

Сварка взрывом хоть и сложный технологический процесс, но удобный во всех отношениях.

К отрицательным факторам относятся:

  • плохая безопасность объекта при воздействии детонации взрывной волны;
  • для проведения работ необходимо пройти специальное обучение и получить допуск;
  • для проведения работ этого уровня наличие защитных камер обязательно. В них закладывается взрывчатое вещество;
  • к недостаткам можно с большой долей вероятности отнести отсутствие автоматических и механических условий ведения процесса.

Рассматривая отрицательные факторы данного типа технологий можно констатировать, что положительных моментов гораздо больше, нежели отрицательных.

Режимы и процесс сварки

Не существует сегодня точных режимов и расчётов. Они пока не приняты. Сварка взрывом – это скорее метод экспериментальный, нежели точный.

Не спроектирован и отсутствует сегодня научно разработанный процесс. Поэтому метод, о котором идёт речь, весьма затруднительно предугадать детально поведение взрывной волны и металла.

Схема сварки взрывом определяется исходя из предполагаемых элементов. В каждом случае отдельно.

Впрочем, существуют специально рассчитанные режимы, но они носят всего лишь рекомендательный характер.

Способы сварки взрывом

Существуют два наиболее распространённых способа, когда используется сварка взрывом.

«К сведению!

Этот тип технологии используется для разнородных сплавов и металлов.»

Распространённый способ – это изготовление биметаллических заготовок. Процесс заключается в следующем.

Основная плита помещается на опорный фундамент. Металлический лист, который предполагается перемещать, устанавливают под углом 3-10 относительно поверхности плиты.

По её длине устанавливается взрывчатка и равномерно распределяется. Далее проводится монтаж детонатора. Движение листа происходит после контролируемого взрыва.

Он перемещается за доли секунды ко второму. В результате столкновения большой силы получается соединение.

Метод соединения труб по стыку. В этом случае также используется сварка взрывом. Особенность процесса заключается в использовании телескопических стыков.

По стыку закладывают ВВ (взрывчатое вещество) в виде кольцеобразной полосы.

Чтобы предупредить деформацию самой трубы при взрыве в неё вводят сердечники. Они противостоят процессу деформации.

Схема сварки взрывом

Схема сварки взрывом

Какое оборудование необходимо?

В этом вопросе всё предельно ясно. Для проведения работ необходимы три составляющие. Это:

  • Поверхности, которые необходимо соединить.
  • ВВ (взрывчатое вещество).
  • Детонатор, используемый для провокации взрыва.

Но это ещё не всё. Существуют другие условия, которые необходимы для взрывного метода соединения разнородных тел. Необходимо помнить, что ГОСТ сварки взрывом 260184 регламентирует термины и определения основных понятий.

Для проведения работ, кроме трёх составляющих, нужно подготовить: полигон, площадку и взрывную камеру.

Технология сварки взрывом

Современная технология сварки взрывом имеет свои особенности. К примеру, соединение этим методом образуется практически мгновенно. Для совершения процесса достаточно нескольких мгновений. Примерно миллионную долю секунды.

«На заметку!

Использование взрывной сварки не ограничивает материал размерами.»

Главная особенность метода взрыва – это возможность соединения разнородных металлов.

Необходимо помнить. Если готовые конструкции подвергнуть повторному нагреванию с большой долей вероятности можно утверждать, что появится интенсивная диффузия.

Это обычно происходит в самой уязвимой точке: в зоне расположения сварочного соединения.

Если изделие подвергнуть высоким t, то все свойства соединения улетучатся. Прочность и надёжность получит нулевой коэффициент.

Для предотвращения подобного казуса в процессе используются прослойки, изготовленные из металла.

Сваривая сталь и титан, прослойкой выступают ванадий или ниобий. (Как пример).

Видео процесса сварки взрывом

 

Техника безопасности сварщика

При сварке взрывом соблюдают следующие правила:

  1. Полигоны размещают вдали от жилых зданий, производственных объектов, общественных заведений. Распространяющаяся взрывная волна может разрушить постройки.
  2. Рабочую площадку засыпают песком. Рекомендованная толщина защитной подушки – 1 м. Если сила взрывного воздействия составляет более 200 кг, полигон подготавливают особым способом.
  3. При обработке небольших деталей и использовании слабого заряда взрывчатого вещества применяют специальную камеру. Толщина стенок конструкции должна составлять не менее 25 см. Камера защитит находящихся на объекте сотрудников от поражения взрывной волной.
  4. Сварщик должен применять специальную одежду, средства защиты органов дыхания и кожи.
  5. Особое внимание уделяют правилам пожаробезопасности. Взрыв нередко способствует появлению очага возгорания.
  6. Приступать к работе могут только сотрудники, имеющие соответствующий допуск.
Читайте также:  Подготовка металла под сварку: последовательность операций от зачистки до сборки

Сварка взрывом. Технология

Для создания конструкционных материалов с необходимыми физическими свойствами применяется сварка взрывом. Ученые задумались о таком способе соединения металлов, когда изучали фрагменты гильз времен второй мировой войны.

В 1960-м американцами был разработан и запатентован метод применения детонации для взаимной деформации сплавов, обладающих разными физическими свойствами. Началась эра создания металлических многослойных «бутербродов» в виде пластин и цилиндров, поверхности стали покрывать металлами с высокими антикоррозионными свойствами.

Где применяется сварка взрывом

Существует порядка 260 вариантов многослойных композиционных материалов с различными металлами, пластиком. Метод применяется для:

  • упрочнения различных деталей оборудования, требующих высокой износостойкости и работающих под термической нагрузкой;
  • нанесения защитных покрытий (плакирующего слоя) на монолитные и полые элементы;
  • создания композиционных соединений в виде труб.

Сварные заготовки выравнивают методом прокатки и прессования. Для снятия внутренних напряжений сварного шва и снижения твердости сплавов биматериалы подвергают термической обработке. Сварные изделия поддаются резке, шлифовке, фрезеровке, ковке, штамповке.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

Преимущества и недостатки

Хотя сварка взрывом не везде применима, она требует определенных условий, технология использования энергии детонации для соединения металлов имеет ряд преимуществ:

  1. Это единственный метод, позволяющий получать соединение металлов с различными физическими характеристиками.
  2. Многокомпонентные материалы сочетают в себе особенности каждого из слоев, можно делать биматериалы с заданными свойствами.
  3. Высокотемпературное покрытие черных сплавов цветными и жаропрочными металлами приводит к существенной экономии: дорогостоящие заготовки заменяют плакированными.
  4. Прочность сварного соединения: механическая и термическая обработка деталей не влияет на прочность шва.
  5. Метод применим для работы деталями сложной конфигурации: можно плакировать изгибающиеся и угловатые поверхности.
  6. Процесс протекает с огромной скоростью.

Главный минус этого способа соединения неоднородных металлов – низкая управляемость процессом. Образующаяся взрывная волна небезопасна, она распространяется с высоким шумовым эффектом. Это еще не все недостатки:

  • с трубами и деталями работают в специально созданных металлических камерах;
  • для соединения листовых поверхностей делают опорные железобетонные «подушки» в условиях полигонов;
  • при высокотемпературной обработке деталей прочность соединения снижается;
  • применение взрывчатых веществ требует безопасности;
  • нужны большие временные затраты на подготовительном этапе работ;
  • необходимо заниматься подготовкой кадров, специалистов нельзя заменить автоматами.

Технология сварки взрывом

Гигантское усилие ударной волны сочетается с высокотемпературным действием плазмы. В месте соединения металлов они взаимно деформируются на молекулярном уровне. На месте соединения у них образуется общая кристаллическая решетка и свободные электроны. Расплавиться металлы не успевают, поэтому химического взаимодействия не происходит.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

Подготовительный этап

Для прочного соединения необходимо:

  • подготовить сварные поверхности (они очищаются от окалины, следов смазки, естественных защитных покрытий, оксидной пленки);
  • выпрямить металл (допустимая кривизна 2 мм/м2);
  • добиться необходимой шероховатости.

Расположение свариваемых деталей зависит от способов сварки. При соединении листовых деталей:

  • нижнюю укладывают на «подушку»;
  • верхняя укладывается почти параллельно, максимальный угол между деталями не более 30°; рассчитывается объем заряда взрывчатого вещества;
  • селитру или аммонал равномерно распределяют по верхнему слою.

При работе с полыми деталями и трубами они закрепляются в специальной установке, изнутри в них вставляется сердечник, предохраняющий от деформации. Стык обкладывают со всех сторон взрывчаткой.

Процесс сварки

С точки зрения физики сварка – непрерывное распространение взрыва по всей поверхности за доли секунды. Металлы соединяются за счет энергии ударной волны, создаваемой при воспламенении взрывчатого вещества.

Один элемент расположен стационарно, другой двигается по нему, между свариваемыми заготовками устанавливается детонатор. Когда он срабатывает, верхний металл с усилием врезается в нижний. На срезе сварной шов похож на череду волн с гребнями, направленных по линии взрыва. В этом месте под действием плазмы верхняя и нижняя части образуют хрупкие интерметаллические соединения.

При сварке некоторых металлов делают ванадиевую или ниобиевую прослойку. В этом случае механическая прочность шва при эксплуатации не ослабевает.

Возможные трудности

  1. Взрывная волна может стать причиной разброса осколков железобетонной «подушки».
  2. Качественное соединение возможно при соблюдении технологии.
  3. Заряд должен обеспечить необходимую скорость деформации, чтобы не произошли диффузные изменения в области шва.
  4. Одна из поверхностей должна быть плотно закреплена. При одновременном движении деталей прочность соединения значительно снижается.
  5. При работе на установках необходимо контролировать скорость метания разрядов.
  6. Нет математической модели процесса, поэтому все расчеты приблизительны. Сам процесс – экспериментальный.

Характеристики метода

Технология взрывной сварки

У сварки взрывом есть свои особенности ,с которыми нужно считаться, и которые нужно хорошо понимать. Для начала мы должны хорошо зачистить нашу деталь с которой продолжим работу.

Поскольку если поверхность будет не зачищена, в грязи или пыли, то при сваривании элементы просто не прикрепляются друг к другу, а вы даже не будете подозревать в чем причина.

Ранее мы говори о том что такой метод дает возможность сваривать всевозможные виды металлов с разными характеристиками, но все же есть металлы которые от взрывной волны портятся, или не подходяще плавятся и возникает диффузия впоследствии такого метода варки.

Помните об этом приступая к роботе. Если вы соблюдали все вышеуказанные советы, то сварка взрывом должна пройти хорошо, результат вас порадует. Но, а если нет-то металл не будет долго держаться вместе из-за нарушения технологии.

В процессе сваривания существуют некоторые особенности и нюансы. Выше мы прочитали что верхняя пластина должна быть подвижной, а нижняя статичной.

В этом важно знать, что после соединения этих двух пластин верхняя должна продолжать сохранять свою энергию и продолжать вращаться, но уже с присоединенным низом. Внимательность к таким деталям и рисует общую картину понимания этого вида сварки.

Если все это для вас легко и ясно, то вы знаете, что он скорости вращения подвижной пластины зависит качество сваривания элементов. Скорость вращения должна быть действительно приличной для соединения верхней и нижней части.

То есть если вы видите, что скорость хорошая, то можете рассчитывать на качественную сварку, а если нет, то будьте готовы переделывать. Это только наши личные наблюдения и проблемы с которыми мы сталкивались.

Они зачастую становятся основными. Когда вы начнете свою работу то столкнетесь ещё с массой нюансов, которые уже не так поверхностны как перечисленные нами. Ваш лучший путь к идеальной сварке-это практика.

Практикуйтесь по максимуму, а полученный опыт поможет быть все лучше и лучше, понять суть этого метода. Будьте готовы, что первый блин всегда комом, даже если он из железа.

Просто недостаток опыта ударит по вам, мало посмотреть пару видео в интернете и прочитать нашу стать, но это не плохое начало. Читайте также нормативные документы, где есть подробности каждого метода.

Сварка взрывом

Сварка взрывом это – технологический процесс в результате которого, возможно получить биметаллические заготовки, а также изделия. Этот способ позволяет, в конечном счёте, получить материал различных размеров. Металл и сплав используется любой.

«Важно! Взрывной метод эффективно используется и в тех случаях, когда другие способы затруднены или не дают желаемого эффекта.»

На сегодня применение сварки взрывом – это наиболее прогрессивный и передовой метод обработки металла.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

Область применения

Наибольшее распространение данный способ получил на предприятиях промышленного назначения. Сварка взрывом эффективна:

  1. При производстве монолитных деталей разной формы.
  2. Для соединения стыков труб.
  3. Для надёжного соединения металлов с разными свойствами.
  4. Для прочного соединения металлических конструкций повышенной сложности.
  5. При производстве сплошных полых композиционных заготовок цилиндрической формы.

Это неполный перечень возможностей метода. Его с успехом используют для производства различных облицовок. Она подходит для изготовления деталей машин, а также в производстве листового проката.

Читайте также:  Точечная сварка своими руками: подробные схемы и способы изготовления своими руками

Преимущества и недостатки сварки взрывом

Как у любой сварки данному методу присущи положительные моменты и, естественно, существуют недостатки. К достоинствам этого типа технологии относятся:

  • высокая скорость процесса сварки;
  • широкие возможности качественного соединения биметалла;
  • способность плавить особые металлические элементы;
  • возможность создания ровного участка заготовок со сложной конфигурацией углов. Например, заготовки с изгибом;
  • создание изделий для ковки и штамповки;

Сварка взрывом хоть и сложный технологический процесс, но удобный во всех отношениях.

К отрицательным факторам относятся:

  • плохая безопасность объекта при воздействии детонации взрывной волны;
  • для проведения работ необходимо пройти специальное обучение и получить допуск;
  • для проведения работ этого уровня наличие защитных камер обязательно. В них закладывается взрывчатое вещество;
  • к недостаткам можно с большой долей вероятности отнести отсутствие автоматических и механических условий ведения процесса.

Рассматривая отрицательные факторы данного типа технологий можно констатировать, что положительных моментов гораздо больше, нежели отрицательных.

Режимы и процесс сварки

Не существует сегодня точных режимов и расчётов. Они пока не приняты. Сварка взрывом – это скорее метод экспериментальный, нежели точный.

Не спроектирован и отсутствует сегодня научно разработанный процесс. Поэтому метод, о котором идёт речь, весьма затруднительно предугадать детально поведение взрывной волны и металла.

Схема сварки взрывом определяется исходя из предполагаемых элементов. В каждом случае отдельно. Впрочем, существуют специально рассчитанные режимы, но они носят всего лишь рекомендательный характер.

Способы сварки взрывом

Существуют два наиболее распространённых способа, когда используется сварка взрывом.

«К сведению! Этот тип технологии используется для разнородных сплавов и металлов.»

Распространённый способ – это изготовление биметаллических заготовок. Процесс заключается в следующем. Основная плита помещается на опорный фундамент. Металлический лист, который предполагается перемещать, устанавливают под углом 3-10 относительно поверхности плиты.

По её длине устанавливается взрывчатка и равномерно распределяется. Далее проводится монтаж детонатора. Движение листа происходит после контролируемого взрыва. Он перемещается за доли секунды ко второму. В результате столкновения большой силы получается соединение.

Метод соединения труб по стыку. В этом случае также используется сварка взрывом. Особенность процесса заключается в использовании телескопических стыков. По стыку закладывают ВВ (взрывчатое вещество) в виде кольцеобразной полосы.

Чтобы предупредить деформацию самой трубы при взрыве в неё вводят сердечники. Они противостоят процессу деформации.

Сварка взрывом: описание метода и его характеристик

Схема сварки взрывом

Какое оборудование необходимо?

В этом вопросе всё предельно ясно. Для проведения работ необходимы три составляющие. Это:

  • Поверхности, которые необходимо соединить.
  • ВВ (взрывчатое вещество).
  • Детонатор, используемый для провокации взрыва.

Но это ещё не всё. Существуют другие условия, которые необходимы для взрывного метода соединения разнородных тел. Необходимо помнить, что ГОСТ сварки взрывом 260184 регламентирует термины и определения основных понятий.

Для проведения работ, кроме трёх составляющих, нужно подготовить: полигон, площадку и взрывную камеру.

Технология сварки взрывом

Современная технология сварки взрывом имеет свои особенности. К примеру, соединение этим методом образуется практически мгновенно. Для совершения процесса достаточно нескольких мгновений. Примерно миллионную долю секунды.

«На заметку! Использование взрывной сварки не ограничивает материал размерами.»

Главная особенность метода взрыва – это возможность соединения разнородных металлов. Необходимо помнить. Если готовые конструкции подвергнуть повторному нагреванию с большой долей вероятности можно утверждать, что появится интенсивная диффузия.

Это обычно происходит в самой уязвимой точке: в зоне расположения сварочного соединения. Если изделие подвергнуть высоким t, то все свойства соединения улетучатся. Прочность и надёжность получит нулевой коэффициент.

Для предотвращения подобного казуса в процессе используются прослойки, изготовленные из металла. Сваривая сталь и титан, прослойкой выступают ванадий или ниобий. (Как пример).

Описание процедуры

Процедура сваривания деталей взрывом включает следующие шаги:

  1. Нижняя неподвижная деталь располагается на рабочей поверхности.
  2. Далее располагается удерживающая прокладка из картона.
  3. Выше укладывается плакирующая деталь.
  4. На плакирующую деталь равномерно наносится взрывчатое вещество.
  5. По краю детали устанавливается детонирующая система.
  6. Детонатор запускается оператором.
  7. Происходит сваривание и остывание поверхностей.
  8. С плакирующей детали удаляются остатки пирозаряда.

сварка взрывом
Схема сварки взрывом

Детонирующая система может быть установлена в одной точке края, в нескольких точках или вдоль линии. Например, при сварке двух плоских прямоугольных деталей линия детонации устанавливается по ширине края плакирующей детали.

После окончания процесса сварки важно убедиться, что на плакирующей детали не осталось невзорвавшегося вещества. Для этого поверхность детали очищается механически и обрабатывается нейтрализующими пирозаряд реагентами.

Счищенные остатки сгоревшего пирозаряда утилизируются как взрывоопасные вещества, при необходимости подвергаясь контрольной детонации.

История возникновения и сфера применения технологии

Идея создания металлических соединений взрывным методом впервые возникла в период Второй мировой войны, когда были обнаружены гильзы отработанных снарядов, приваренные к другим металлическим конструкциям. При этом соединение было таким же прочным, как и у однородных материалов.

Спустя десятилетие американская химическая компания «Дюпон» стала целенаправленно использовать сварку взрывом для получения биметаллических изделий, которые отличались высокой стойкостью к коррозии и механическим нагрузкам. Таким образом, удалось поставить на поток производство материалов со значительно увеличенным сроком службы.

Поскольку взрывная технология позволяет получить композиты, способные более 30 лет сохранять свои свойства в достаточно агрессивных условиях, сегодня она активно применяется в нефтехимической промышленности для плакирования листовых и цилиндрических деталей (стержней, труб, емкостей). Кроме того, такой метод используется при изготовлении термостойких и коррозиестойких конструкций для литейного производства, машиностроения и судостроения. 

Плюсы и минусы

Технология сварки взрывом

Как все в этом мире сварка взрывом не идеальна, так что разберём ее хорошие и плохие стороны. Но признаем, что идеального метода сварки не существует, все равно или мы теряем в качестве, или в деньгах, или во времени.

Проанализируем. Начнем с преимуществ. Первое-работает реально быстро, для надежности и крепости понадобятся считаные секунды. Это действительно не плохо. Это факт порождает и высокопризводительность такого метода.

Еще стоит сказать, что сварка взрывом позволяет получить смесь металлов, часто это бывает не лишь надежно, ещё и красиво.

Этот метод позволяет освоить в обработке, до того достаточно сложные металлы, например с особыми химико-физическими свойствами, на их плакирование уйдут секунды.

Для новичков: плакирование-это накладка одного слоя металла на другой. Не мало полезно что эта методика позволяет делать большое количество заготовок и даже изготавливает детали для ковки.

На этом плюсы не заканчиваются, такой вид прост и дешев. Основная масса трат возникнет на взрывное вещество и детонатор. Ну так же ваши детали над которыми вы работаете, но на них бы вы потратились при любом виде сваривания.

Но не бывает все идеально. Минус номер один-это возможный удар по здоровью от волн что возникают во время взрыва. Но если вы работаете над небольшими деталями, то вы, наверняка, в полной безопасности от этих волн.

Но если это все таки детали не малого размера, то тут начинаются минусы, персонал должен быть защищен специальной формой, от несчастного случая. А это все конечно деньги, траты, конечно не желательные.

Другой минус который так сразу не бросается в глаза-это то, что с такими технологиями на производствах имеют права работать лишь квалифицированные специалисты, которым нужно платить немалые зарплаты.

Ну а если вы решите просто обучить уже имеющийся персонал, это займет ваше время и конечно потянет деньги.

Ваш персонал должен будет освоить азы работы с такими видам сварки, конечно вам понадобиться дополнительные уроки по технике безопасности, по-скольку робота проводиться со взрывоопасными веществами.

Наш третий недостаток-это то что такой процесс, пока что, невозможно автоматизировать, что крайне существенно, в наше двадцать первое столетие.

То есть от ученых по что не слышно новаций, и это повышает влияние субъективного фактора, потому что при работе такого вида всегда должен быть человек, который, в свою очередь, может не выспаться, хотеть есть, думать про отпуск или просто может быть не компетентным.

Источники

  • https://chsk174.ru/vidy-i-sposoby-svarki/svarka-vzryvom.html
  • https://expertsvarki.ru/tehnologii/svarka-vzryvom.html
  • https://svarkoy.ru/teoriya/svarka-vzryvom.html
  • https://www.autowelding.ru/index/0-35
  • https://svarkaipayka.ru/tehnologia/termomehanicheskaya/svarka-vzryivom.html
  • https://svarkaved.ru/tekhnologii/vidy-i-sposoby-svarki/kak-osushhestvlyaetsya-svarka-vzryvom
  • https://prosvarku.info/tehnika-svarki/svarka-vzryvom
  • https://elsvarkin.ru/texnologiya/vidy/svarka-vzryvom/
  • https://electrod-svel.ru/tehnika-svarki/svarka-vzryvom-unikal-nyy-metod-sozdaniya-bimetallicheskih-konstrukciy.html
  • https://weldering.com/svarka-vzryvom

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию