СПОСОБ СВАРКИ ВЗРЫВОМ ТОНКОЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК Российский патент 1997 года по МПК B23K20/08 

Изобретение относится к технологии сварки взрывом и может быть использовано при сварке металлических листов и фольг между собой. Известны схемы сварки металлических пластин между собой (см. Крупин А.В. и др.Обработка металлов взрывом. М.Металлургия, 1991, с.170), по которым пластины устанавливают относительно друг друга с зазором, на одной располагают заряд ВВ, который инициируют, в результате метания пластины продуктами взрыва, она соударяется с неподвижной пластиной с образованием сварного соединения.

Недостатком способов сварки, осуществляемых по данным схемам, является то, что при сварке тонколистовых заготовок при непосредственном расположении зарядов ВВ на тонколистовой заготовке в процессе взрыва происходит ее частичное разрушение.

К недостатку данных способов следует также отнести невозможность получения за один подрыв нескольких сваренных заготовок.

Известен патент США N3650014, 1972, кл. В 23 К 21/00, в котором с целью получения нескольких заготовок за один подрыв листы располагают вертикально в батарею с установкой нескольких зарядов ВВ. Данный способ не может быть применим для сварки тонколистовых заготовок из-за сильного коробления при сварке.

Известен способ сварки взрывом многослойных композиций (см.Крупин А.В и др. Обработка металлов взрывом М. Металлургия, 1991. с.178), принятый за прототип, при котором заготовки собирают в пакет с зазором между собой, на поверхность верхней заготовки наносят защитный слой, далее устанавливают фальшпластину с зарядом ВВ и последний инициируют.

Данный способ позволяет получать из тонколистовых заготовок и фольг одну монолитную композиционную заготовку с большим количеством слоев.

Недостатком этого способа является то, что он сложен в осуществлении, особенно в условиях полигона, а также нельзя получить за один подрыв несколько многослойных тонколистовых заготовок. При осуществлении способа требуется специальное приспособление для предупреждения попадания пыли в зазоры между свариваемыми заготовками.

Результатом изобретения является способ, позволяющий одним зарядом ВВ сваривать несколько тонколистовых заготовок из предварительно собранных пакетов под сварку. Пакеты могут быть собраны предварительно и далее транспортироваться к месту ведения взрывных работ, при этом предусматривается защита от попадания пыли и песка в зазоры между свариваемыми заготовками.

Поставленная задача достигается тем, что пакет собирают из двух и более тонколистовых заготовок, расположенных с зазором между собой. Защитный слой наносят на наружную поверхность пакета в виде оболочки, надеваемой на пакет. Защитный слой со стороны действия продуктов детонации при взрыве заряда ВВ может быть усилен за счет установки на пакет, окруженный оболочкой, резиновых, поролоновых или других накладок, соприкасающихся с верхней в пакете тонколистовой заготовкой.

Собранные таким образом пакеты устанавливают горизонтально на основание друг на друга (два и более пакета), над сборкой размещают фальшпластину с зарядом ВВ, последний инициируют. В результате высокоскоростного соударения фальшпластины с пакетом и последующего высокоскоростного соударения листовых заготовок между собой внутри пакета происходит сварка листовых заготовок.

Защитный слой препятствует сварке заготовок из разных пакетов. По данному способу возможно вместо фальшпластины использовать один из пакетов с усиленным защитным слоем со стороны заряда ВВ, выполняя этот пакет по габаритным плоским размерам несколько больше остальных.

На фиг.1 изображен собранный под сварку пакет, на фиг.2 схема осуществления способа.

Способ заключается в следующем. Тонколистовые заготовки 1 (см. фиг.1) устанавливают с зазором 2 относительно друг друга при помощи фиксаторов 3, на наружные поверхности наносят защитный слой 4. В результате получают пакет 5 заготовок.

На основание 6 (см. фиг.2) устанавливают горизонтально друг на друга три пакета 5, над сборкой располагают фальшпластину 7 с зарядом ВВ 8 и детонатором 9. Далее производят сварку взрывом. Пример конкретного исполнения. В пакет собирают листовые заготовки из алюминия АДIM, меди М1, титана ВТI-O размером 500х200х1 мм. Сборку пакета производят таким образом: на титановый лист с зазором 1 мм устанавливают медный лист, на последний с зазором 1 мм устанавливают лист из алюминия. Зазоры фиксируют V-образными вставками высотой 1 мм из меди толщиной 0,3 мм. На сборку одевают оболочку с внутренним сечением 200х5 мм длиной 550 мм из полиэтилена толщиной 0,3 мм.

Имея три аналогичных пакета, один устанавливают на стальную плиту без зазора. Плита выполнена из стали Ст.3 и имеет размеры550x250x40 мм. Далее, на первый пакет также горизонтально устанавливают второй и третий пакеты без зазора между собой. Над третьим пакетом с зазором 10 мм устанавливают фальшпластину из стали Ст.3 размерами 550х250х6 мм.

На фальшпластине по всей поверхности размещают заряд ВВ из смеси аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой в соотношении 1:1 высотой 40 мм. Заряд ВВ инициируют с помощью электродетонатора.

В результате сварки взрывом тонколистовых заготовок были получены три трехслойных листа алюминий+медь+титан, имеющих размеры 500х200х3 мм. Полиэтиленовый защитный слой частично разрушился при сварке, частично был удален механическим путем после сварки. Листы имели допустимое коробление и качественную сварку между слоями.

Прочность шва между алюминиевой заготовкой и медной была при испытании на сред τ_ср 50 60 МПа, между медной заготовкой и титановой τ_ср 120 130 МПа.

В настоящее время в КТИ ГИТ разрабатывается технологический процесс, включающий предлагаемый способ, для изготовления переходников в сложных цепях токоподвода, а также терморегуляторов для электротермического оборудования.

Использование: технология сварки взрывом для получения нескольких тонколистовых заготовок. Сущность изобретения: способ предусматривает сборку заготовок в пакет, нанесение защитного слоя, установку двух и более пакетов на основание без зазора, размещение над сборкой фальшпластины с зарядом и инициирование последнего. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ сварки взрывом тонколистовых заготовок, при котором осуществляют сборку заготовок в пакет, нанесение защитного слоя, установку фальшпластины с зарядом взрывчатого вещества и иницирование его, отличающийся тем, что перед установкой фальшпластины с зарядом на пакете в контакте с ним располагают по меньшей мере еще один пакет, причем оба пакета устанавливают горизонтально на основании. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве фальшпластины используют один из пакетов, при этом толщину защитного слоя со стороны заряда увеличивают. 3. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что защитный слой получают путем надевания на пакет заготовок оболочки из инертного материала.