Сварка взрывом прошла с треском

Сварка часто является горячим и шумным процессом. Обычно для достижения хороших результатов требуются некоторые необычные химические методы и соответствующие знания. Независимо от того, говорите ли вы о дуговой сварке, TIG или MIG, все эти утверждения применимы.

То же самое относится и к сварке взрывом, хотя она совершенно не похожа ни на один традиционный метод ручной сварки, который вы когда-либо видели. Сегодня мы рассмотрим, как работает этот метод и для каких приложений он полезен. Ложись!

Техника сварки взрывом является относительно новой по сравнению с другими методами соединения металлов. Во время двух мировых войн ХХ века осколки часто находили прилипшими к броне. Тщательное наблюдение показало, что шрапнель на самом деле приваривалась к металлической броне, а не просто внедрялась в нее. Учитывая, что столкновения между шрапнелью и броней часто происходят без чрезмерного нагрева, характерного для типичных сварочных операций, это указывает на то, что вместо этого большая скорость удара шрапнели и брони сплавляла металлы вместе.

Те же результаты были позже воссозданы в лаборатории, а после Второй мировой войны сварка взрывом была усовершенствована. В 1962 году компания DuPont запатентовала процесс сварки взрывом, который позже стал известен под торговой маркой Detaclad.

Сварка взрывом происходит, когда металл остается в твердой фазе, поэтому этот метод сварки называется «твердотельным». В наиболее распространенной форме толстая металлическая пластина, известная как «подкладка», укладывается ровно, а сверху размещаются проставки размером порядка дюйма или меньше. Затем поверх прокладок помещается более тонкая металлическая пластина, известная как «оболочка», так что между двумя пластинами, которые нужно сварить вместе, остается небольшой зазор. Две пластины перед соединением шлифуются, чтобы удалить загрязнения и гарантировать качество сварного шва.

Взрывчатый порошок затем упаковывается поверх оболочки. Пороховой заряд обычно взрывается, начиная с одного угла или стороны оболочки. Это создает эффект охвата заряда взрывчатого вещества, при этом фронт взрыва движется по верхней части оболочки с одинаковой скоростью. Это постепенно приводит к контакту облицовки с подложкой внизу. В ходе этого процесса генерируется плазменная струя воздуха, оксидов и примесей, которая выбрасывается перед закрывающимся зазором между двумя пластинами, очищая по ходу поверхности пластин.

Образующийся сварной шов возникает в результате пластической деформации обоих металлов, а не их разжижения, как это типично для традиционных процессов сварки. Эти соединения могут иметь до 100% прочности исходного материала и обычно вызывают меньше проблем вокруг зон термического влияния по сравнению с методами сварки в жидкой фазе. Результаты в этом отношении аналогичны результатам, достигнутым при сварке трением. Две металлические пластины соединены непрерывно и равномерно по всей поверхности.

Этот процесс позволяет сваривать разнородные металлы вместе. Сюда входят даже странные комбинации, такие как сталь и алюминий, и даже некоторые химически активные металлы. Компании, специализирующиеся на этой технике, обычно указывают списки, содержащие более 260 различных комбинаций металлов, которые можно скрепить таким способом.

Конечно, из-за силы взрывной реакции сварка взрывом обычно ограничивается пластинами и простыми цилиндрическими формами. Этот метод часто используется для создания труб или резервуаров с плакированными металлическими поверхностями для использования в химической и нефтехимической промышленности. Сварка взрывом даже использовалась на космическом корабле «Аполлон», где этот процесс создавал прочное переходное соединение титан-сталь.

В 1983 году космическое агентство даже опубликовало технический меморандум по этой теме, в котором поделились подробностями практической мелкомасштабной сварки взрывным швом. Используемые методы основывались на использовании взрывчатки RDX для создания длинных, однородных соединений, которые имели такое высокое и стабильное качество, что их можно было герметично загерметизировать. В документе отмечается, что этот метод применялся при ремонте ядерных реакторов в Канаде, хотя его можно использовать и в других ситуациях, например, при герметизации трубопроводов или других сосудов.