50 лет сварке взрывом
Gespeichert in:
| Datum: | 2009 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2009
|
| Schriftenreihe: | Автоматическая сварка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100958 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | 50 лет сварке взрывом / В.И. Лысак, Л.Д. Добрушин // Автоматическая сварка. — 2009. — № 11 (679). — С. 4-6. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-100958 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1009582016-05-29T03:03:18Z 50 лет сварке взрывом Лысак, В.И. Добрушин, Л.Д. 2009 Article 50 лет сварке взрывом / В.И. Лысак, Л.Д. Добрушин // Автоматическая сварка. — 2009. — № 11 (679). — С. 4-6. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100958 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| format |
Article |
| author |
Лысак, В.И. Добрушин, Л.Д. |
| spellingShingle |
Лысак, В.И. Добрушин, Л.Д. 50 лет сварке взрывом Автоматическая сварка |
| author_facet |
Лысак, В.И. Добрушин, Л.Д. |
| author_sort |
Лысак, В.И. |
| title |
50 лет сварке взрывом |
| title_short |
50 лет сварке взрывом |
| title_full |
50 лет сварке взрывом |
| title_fullStr |
50 лет сварке взрывом |
| title_full_unstemmed |
50 лет сварке взрывом |
| title_sort |
50 лет сварке взрывом |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100958 |
| citation_txt |
50 лет сварке взрывом / В.И. Лысак, Л.Д. Добрушин // Автоматическая сварка. — 2009. — № 11 (679). — С. 4-6. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT lysakvi 50letsvarkevzryvom AT dobrušinld 50letsvarkevzryvom |
| first_indexed |
2025-07-07T09:35:41Z |
| last_indexed |
2025-07-07T09:35:41Z |
| _version_ |
1836980310877667328 |
| fulltext |
50 ЛЕТ СВАРКЕ ВЗРЫВОМ
Динамичное развитие и прогресс многих отраслей промышленности (и особенно
таких наукоемких, как ракетно-космическая, атомная энергетика и др.) напрямую
связаны с созданием новых материалов, сочетающих в себе высокие технико-экс-
плуатационные свойства с хорошей технологичностью их изготовления и низкой
себестоимостью производства. Именно поэтому проблемы создания новых перс-
пективных материалов всегда относились к числу главных научно-технических
приоритетов развитых государств. Композиционные материалы и технологии их
получения являются одним из наиболее наукоемких и многообещающих направле-
ний материаловдения с перспективой эффективного применения в практических
целях.
В общей структуре современного производства конструкционных материалов
композиты занимают пока достаточно скромное место. Сегодня мировое произ-
водство композиционных материалов всех видов не превышает 3 %, а еще нес-
колько десятилетий назад их производство вообще отсутствовало. Однако имен-
но с их помощью человечеству удалось решить многие самые сложные техничес-
кие задачи, создать уникальную технику.
Сварка взрывом, пятидесятилетие которой в этом году отмечает сварочная
общественность, в силу присущих ей особенностей является одним из самых
эффективных, а в ряде случаев единственно возможным путем создания высоко-
качественных биметаллических и многослойных композиционных материалов.
Внешне простой, а по своей физической сущности очень сложный, затрагивающий
многие фундаментальные разделы наук о материалах, газо- и гидродинамики,
физики прочности и др., процесс сварки взрывом крайне быстротечен и своеобра-
зен и, на первый взгляд, мало похож на другие способы соединения металлов.
Высокоскоростное соударение тел при сварке взрывом сопровождается рядом
замечательных эффектов: явлением волнообразования, кумуляции и схватывания
тел. При этом в зоне соударения протекают интенсивные узколокализованные
пластические деформации обычно в виде волн, фиксируемых на границе раздела
металлов. Соединение тел происходит без расплавления металла, диффузионных
процессов, а получаемые соединения отличаются исключительно высокой проч-
ностью, даже при сварке металлургически несовместимых металлов. С помощью
сварки взрывом впервые стало возможным получать равнопрочные соединения
титана со сталью, циркония со сталью и других композиций на практически
неограниченных площадях.
Под термином «сварка взрывом» принято подразумевать явление прочного
соединения соударяющихся под некоторым углом поверхностей металлических
тел, по крайней мере одно из которых разгоняется до скоростей 150…1000 м/с
продуктами детонации взрывчатого вещества (ВВ). При этом следует отме-
тить, что собственно взрыв, а точнее энергия расширяющихся продуктов дето-
нации, в данном процессе играет всего лишь вспомогательную роль, обеспечива-
ющую ускоренное перемещение тел относительно друг друга и их соударение.
Физическая природа источников такого ускорения тел может быть самой
разнообразной: электромагнитное поле (при магнитно-импульсной сварке), энер-
гия порохового заряда в орудийном стволе, энергия взрыва электрического провод-
ника при пропускании через него тока и даже энергия выстрела монтажного
пистолета, способна обеспечить точечную сварку. Но во всех случаях суть про-
текающих при высокоскоростном соударении процессов и явлений в твердых те-
лах остается неизменной.
4 11/2009
История открытия сварки взрывом интересна и поучительна. Схватывание
тел при их соударении с большими скоростями наблюдали давно. Еще в годы
Первой мировой войны имелись свидетельства о «прилипании» снарядов к ме-
таллическим преградам. Одной из первых известных научному сообществу работ,
в которой описывалось явление сварки двух латунных дисков под действием про-
дуктов детонации ВВ, была статья Л. Р. Карла1, опубликованная в США в 1944 г.
В 1944–1946 гг. в СССР при изучении кумулятивного эффекта группой исследова-
телей под руководством академика М. А. Лаврентьева было получено монолитное
соединение двух собранных соосно и обжатых наружным зарядом ВВ металлических
конусов. На поверхности соединения наблюдались характерные для сварки взрывом
волны. К сожалению, эти работы по разным причинам не получили тогда своего
дальнейшего развития. Да и промышленность того времени еще не была готова
к использованию уникальных возможностей нового способа сварки — получению
биметаллических и многослойных композиционных материалов.
Второе «рождение» сварки взрывом, теперь уже совсем не случайное, совпало
с бурным развитием новых отраслей промышленности и, в первую очередь,
космической, атомной энергетики, химической, которые остро нуждались в высо-
кокачественных биметаллических и многослойных материалах, сочетающих в
себе высокую удельную прочность, технологичность изготовления и достаточно
низкую стоимость. В 1958–1959 гг. сообщения о сварке взрывом практически
одновременно делают Д. Пирсон2 и В. Филипчук с соавторами3. В. Филипчук утвер-
ждал, что наблюдал частичную приварку листов к металлической матрице при
штамповке взрывом еще в 1957 г. Однако предложенная и запатентованная им4
схема сварки путем подрыва заряда ВВ, погруженного в емкость с водой, установ-
ленную над свариваемыми пластинами, оказалась на практике непригодной.
Примерно в то же время исследования по сварке взрывом начались в концерне
«Дюпон де Немур» (США)5, а позднее, в 1961 г., и в Станфордском исследователь-
ском институте (США)6.
Работы по сварке взрывом в СССР начались в 1961 г. в Институте гид-
родинамики СО АН СССР (г. Новосибирск). Группой исследователей в составе В. С.
Седых, А. А. Дерибаса, Е. И. Биченкова, Ю. А. Тришина, руководимой академиком
М. А. Лаврентьевым, были выполнены первые опыты, в которых удалось получить
качественные сварные соединения7. В статье авторы высказали предположения о
возможной природе образования соединения. В. С. Седых, а также проф. П. О.
Пашков, уже работая с 1962 г. в Волгоградском политехническом институте (ныне
Волгоградский государственный технический университет), заложили основы на-
учной школы по металлообработке взрывом. Начались широкие исследования но-
вого и перспективного технологического процесса. Позднее изучение сварки взры-
вом продолжилось и активно развивалось научными коллективами Института
электросварки им. Е. О. Патона (под руководством чл.-кор. АН Украины В. М.
Кудинова), Белорусского политехнического института (под руководством проф.
В. И. Беляева), Алтайского НИИ технологии машиностроения (под руководством
проф. Б. Д. Цемаховича), Московского института стали и сплавов (технического
университета), ФУГП «Прометей» и ряда других предприятий и организаций СССР
и стран СНГ.
1 Carl L. R. Brass welds made by detonation impulse // Metal Progress. — 1944. — 46, № 1. — Р. 102, 103.
2 Pearson J. Recent advances in explosive pressing and welding // 2nd Metals Eng. Conf. of Explosive. — ASM, Chicago, 1959.
— Р. 32–36.
3 Explosive welding is on the way // Steel. — 1959. — 145, № 18. — Р. 90–91.
4 Pat. 3024526 USA, cl. 29-470. Explosive welding / V. Philipchuk, F.Bois, Le Roy. — Publ. 1960.
5 Pat. 3137937 USA, cl. 29-486. Explosive bonding / G. Cowan, J. Douglas, A. Holtzman. — Publ. 1960.
6 Davenport D. E., Duvall G. Creative manufacturing seminar, 1961. — Paper SP 60-161.
7 Сварка взрывом / В. С. Седых, А. А. Дерибас, Е. И. Биченков, Ю. А. Тришин // Свароч. про-во. — 1962. — №2. —
С. 6–9.
11/2009 5
В первых научных публикациях можно было встретить высказывания об исклю-
чительности и даже уникальности нового способа соединения металлов, не впи-
сывающегося из-за своей внешней экзотичности в ряд известных способов сварки
в соответствии с существующей классификацией. Однако многочисленными ис-
следованиями большой группы ученых и специалистов из различных мировых науч-
ных центров было доказано, что процесс сварки взрывом не является каким-то
особым, отдельно стоящим способом сварки, а относится к твердофазным, без-
диффузионным способам сварки давлением, в грубом упрощении родственным
сварке ковкой — древнейшем способе соединения металлов. Различия заключают-
ся лишь в значениях давления и скоростей протекания деформационных процессов
в зоне контакта металлов, а следовательно, и в механизмах их реализации.
50 лет назад человечество, может быть, впервые в своей истории увидело во
взрыве не всеразрушающую силу, а источник энергии, способной созидать —
соединять несоединяемые другим способом сварки металлы и сплавы, создавая
таким образом композиционные материалы.
Сегодня сварка взрывом, органически дополняя другие способы сварки, позволя-
ет создавать высококачественные металлические композиционные материалы
широкой номенклатуры, типоразмера и конфигурации. Совершенствуются и ме-
тоды конструкционной сварки взрывом, обеспечивающие возможность изготов-
ления готовых деталей и элементов конструкции все более сложных форм. С
помощью этого процесса инженерам и технологам удается решать самые слож-
ные технические проблемы современного машиностроения, металлургии, энерге-
тики, транспорта, ракетно-космического комплекса и многих других отраслей
промышленности.
В этом номере журнала авторы известных научных школ постарались обоб-
щить накопленный на настоящий момент времени экспериментальный и теоре-
тический материал по фундаментальным основам процесса соединения металлов
при их высокоскоростном соударении, подходы и опытные данные по проблемам
сварки и материалообработки взрывом.
В. И. Лысак, Л. Д. Добрушин, доктора техн. наук
6 11/2009
|