RU2353487C1 - Method of producing objects with inner cavities by explosion welding - Google Patents
Method of producing objects with inner cavities by explosion welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2353487C1 RU2353487C1 RU2007125917/02A RU2007125917A RU2353487C1 RU 2353487 C1 RU2353487 C1 RU 2353487C1 RU 2007125917/02 A RU2007125917/02 A RU 2007125917/02A RU 2007125917 A RU2007125917 A RU 2007125917A RU 2353487 C1 RU2353487 C1 RU 2353487C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- welding
- pipes
- cavity
- explosion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения изделий сваркой взрывом и может быть использовано для изготовления изделий с внутренними полостями, например теплообменников, деталей электротермического и химического оборудования, теплорегуляторов и т.п.The invention relates to a technology for producing products by explosion welding and can be used for the manufacture of products with internal cavities, for example heat exchangers, parts of electrothermal and chemical equipment, heat regulators, etc.
Известен способ получения сверхпроводящих изделий с внутренней полостью сваркой взрывом, при котором устанавливают соосно трубчатый полостеобразующий элемент с удаляемым водным наполнителем и наружную оболочку, в зазор между ними засыпают порошок сверхпроводящего материала и инициируют заряд взрывчатого вещества. При реализации способа между наружной поверхностью полостеобразующего элемента и слоем порошка сверхпроводящего материала помещают металлическую трубчатую упрочняющую прослойку из высокоэлектропроводного материала с внутренним диаметром, на 2-4 мм большим наружного диаметра полостеобразующего элемента, при этом берут взрывчатое вещество (ВВ) со скоростью детонации 2400-3520 м/с, а процесс ведут при отношении удельной массы ВВ к сумме удельных масс наружной оболочки, порошка сверхпроводящего материала и упрочняющей прослойки, равном 1,0-1,2 (Патент РФ №1732572, опубл. 20.06.97, БИ №17/97, М. кл. В23К 20/08).There is a method of producing superconducting products with an internal cavity by explosion welding, in which a coaxially tubular cavity-forming element with a removable aqueous filler and an outer shell is installed, superconducting material powder is poured into the gap between them and an explosive charge is initiated. When implementing the method, between the outer surface of the cavity-forming element and the powder layer of the superconducting material, a metal tubular reinforcing layer of high-conductive material with an inner diameter 2-4 mm larger than the outer diameter of the cavity-forming element is placed, while an explosive (BB) is taken with a detonation speed of 2400-3520 m / s, and the process is conducted with the ratio of the specific gravity of the explosive to the sum of the specific gravities of the outer shell, the powder of the superconducting material and the reinforcing layer equal to 1.0-1.2 (RF patent No. 1732572, publ. 06/20/97, BI No. 17/97, M. cl. V23K 20/08).
К недостаткам данного способа можно отнести возможность размещения в его схеме сварки взрывом лишь одного полостеобразующего элемента, что позволяет получать по этому способу лишь одноканальные изделия цилиндрической формы. Кроме того, наличие керамического слоя между наружной оболочкой и трубчатой упрочняющей прослойкой затрудняет теплообмен между наружным и и внутренним слоем композиционного изделия, а это весьма ограничивает возможности использования данного способа при создании деталей химического, электротермического оборудования и т.п., где требуются материалы с развитой наружной поверхностью и пониженным термическим сопротивлением.The disadvantages of this method include the possibility of placing in its scheme of explosion welding only one cavity-forming element, which allows one to obtain only single-channel cylindrical products by this method. In addition, the presence of a ceramic layer between the outer shell and the tubular reinforcing layer complicates the heat exchange between the outer and inner layers of the composite product, and this greatly limits the possibility of using this method when creating parts of chemical, electrothermal equipment, etc., where materials with developed materials are required outer surface and reduced thermal resistance.
Наиболее близким по техническому уровню и достигаемому результату является способ получения изделий с внутренними полостями сваркой взрывом, при котором устанавливают наружную металлическую облицовку в виде стальной трубчатой оболочки с зазором относительно плакируемой заготовки в виде пучка труб, например, из меди с водным наполнителем в их внутренних полостях. Между трубами помещают соединительные стержни из более легкоплавкого металла, чем медь, а сварку взрывом осуществляют с помощью заряда взрывчатого вещества, расположенного на поверхности плакирующей заготовки. После взрывного воздействия с целью увеличения площади сварных соединений проводят термообработку изделия при температуре на 5-20°С выше температуры ликвидуса металла соединительных стержней (Авторское свидетельство СССР №1541913, М. кл. В23К 20/08, опубл. в БИ №17-97).The closest in technical level and the achieved result is a method of producing products with internal cavities by explosion welding, in which an external metal cladding is installed in the form of a steel tubular shell with a gap relative to the plated workpiece in the form of a tube bundle, for example, of copper with aqueous filler in their internal cavities . Connecting rods of a more fusible metal than copper are placed between the pipes, and explosion welding is carried out using an explosive charge located on the surface of the cladding blank. After explosive action, in order to increase the area of welded joints, the product is heat treated at a temperature of 5-20 ° C above the liquidus temperature of the metal of the connecting rods (USSR Author's Certificate No. 1541913, M. class. V23K 20/08, published in BI No. 17-97 )
Недостатком этого способа является то, что в схеме установки плакирующей заготовки относительно плакируемой не создаются одинаковые условия деформирования трубчатых элементов на различных участках и, как следствие этого, в процессе сварки взрывом происходит лишь локальная сварка между соединяемыми элементами композиции. Для увеличения площади сварных соединений между составляющими композиционного изделия требуется дополнительная энергоемкая операция термической обработки, при которой соединительные стержни расплавляются и выполняют функции припоя. Но и после термообработки сварное соединение возникает не по всем поверхностям соприкосновения составляющих композита. Ширина зон непроваров может достигать 3-4 мм и распространяются такие зоны по всей длине изделия, что при повышенных изгибающих нагрузках может способствовать разрушению зон сварки, а это значительно ограничивает технологические области применения данного способа. Кроме того, высокотемпературная термообработка приводит к снижению прочности соединяемых металлов. В местах наибольших деформаций труб наблюдается повышенная шероховатость поверхностей внутренних каналов.The disadvantage of this method is that in the installation scheme of the cladding blank relative to the clad blank, the same conditions for the deformation of tubular elements in different sections are not created and, as a result, in the explosion welding process, only local welding occurs between the connected elements of the composition. To increase the area of welded joints between the components of the composite product, an additional energy-intensive heat treatment operation is required, in which the connecting rods are melted and perform the functions of solder. But even after heat treatment, a welded joint does not appear on all contact surfaces of the composite components. The width of the zones of incomplete penetration can reach 3-4 mm and such zones extend along the entire length of the product, which with increased bending loads can contribute to the destruction of welding zones, and this significantly limits the technological areas of application of this method. In addition, high-temperature heat treatment leads to a decrease in the strength of the metals being joined. In the places of the greatest pipe deformations, an increased roughness of the surfaces of the internal channels is observed.
В связи с этим важнейшей задачей является создание нового способа получения плоских изделий с внутренними полостями сваркой взрывом по новой технологической схеме распределения импульсов давления в свариваемой заготовке с формированием сплошных зон сварки между соединяемыми элементами композиции, со снижением поперечных деформаций полостеобразующих элементов и получением при этом высокой герметичности промежутков между смежными полостями, с плоскими поверхностями металлических облицовок.In this regard, the most important task is to create a new method for producing flat products with internal cavities by explosion welding according to a new technological scheme for the distribution of pressure pulses in the workpiece to be welded with the formation of continuous welding zones between the connected elements of the composition, with the reduction of transverse deformations of the cavity-forming elements and, at the same time, obtaining high tightness gaps between adjacent cavities, with flat surfaces of metal cladding.
Техническим результатом заявленного способа является создание новой технологической схемы сварки взрывом, обеспечивающей получение за один цикл сварки сплошных соединений между трубами пакета и промежуточными прослойками из высокопластичного металла, а также между промежуточными прослойками и металлическими облицовками, со снижением при этом поперечных деформаций полостеобразующих элементов и благодаря этому с устранением вероятности нарушения сплошности стенок труб, с повышением герметичности промежутков между смежными полостями, с получением плоских поверхностей металлических облицовок без вмятин и других повреждений, а также гладких поверхностей внутренних каналов.The technical result of the claimed method is the creation of a new technological scheme of explosion welding, which provides for one continuous welding of continuous joints between the tubes of the package and the intermediate layers of high-ductile metal, as well as between the intermediate layers and metal facings, while reducing the transverse deformations of the cavity-forming elements and due to this with eliminating the probability of violation of the continuity of the walls of the pipes, with increasing the tightness of the gaps between adjacent cavities holes, with the receipt of flat surfaces of metal cladding without dents or other damage, as well as smooth surfaces of internal channels.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе получения изделий с внутренними полостями сваркой взрывом, при котором используют полостеобразующие элементы в виде труб с удаляемым водным наполнителем и плакируют их снаружи сваркой взрывом, при этом предварительно собирают плоский пакет под сварку взрывом из полостеобразующих элементов в виде металлических труб с толщиной стенок, равной 0,133-0,2 их наружного диаметра, заполняют полости труб водным наполнителем, размещают пакет симметрично со сварочными зазорами между промежуточными прослойками из высокопластичного металла с толщиной, равной 0,4-0,6 наружного диаметра труб, и металлическими облицовками, располагают на наружных поверхностях металлических облицовок заряды взрывчатого вещества и осуществляют сварку взрывом путем одновременного инициирования взрыва зарядов взрывчатого вещества с направлением детонации вдоль труб, при этом процесс сварки ведут при скорости детонации взрывчатого вещества, равной 1690-2280 м/с, сварочные зазоры и толщины зарядов взрывчатого вещества выбирают такими, чтобы скорость соударения металлических облицовок с промежуточными прослойками была в пределах 330-450 м/с, а скорость соударения промежуточных прослоек с трубами пакета была в пределах 240-380 м/с, с получением при этом цельносварного изделия с внутренними полостями.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method for producing products with internal cavities by explosion welding, in which cavity-forming elements are used in the form of tubes with removable aqueous filler and clad them outside by explosion welding, a flat bag for explosion welding from cavity-forming elements is pre-assembled in in the form of metal pipes with a wall thickness of 0.133-0.2 of their outer diameter, fill the cavity of the pipe with a water filler, place the package symmetrically with the welding gaps between the intermediate layers of highly plastic metal with a thickness equal to 0.4-0.6 of the outer diameter of the pipes and the metal linings, explosive charges are placed on the outer surfaces of the metal linings and explosion welding is performed by simultaneously initiating an explosion of explosive charges with the detonation direction along pipes, while the welding process is carried out at a detonation speed of explosive equal to 1690-2280 m / s, welding gaps and thicknesses of explosive charges are chosen as follows To speed collision with intermediate metal cladding layers was in the range 330-450 m / s, and the velocity of impingement of intermediate layers with packet pipes was within 240-380 m / s, thereby obtaining a welded articles with internal cavities.
При этом металлические облицовки выполняют из стали, в качестве высокопластичного металла для изготовления промежуточных прослоек используют алюминий, а полостеобразующие элементы в виде металлических труб выполняют из меди.In this case, the metal cladding is made of steel, aluminum is used as a highly plastic metal for the manufacture of intermediate layers, and the cavity-forming elements in the form of metal pipes are made of copper.
Новый способ получения изделий с внутренними полостями сваркой взрывом имеет существенные отличия по сравнению с прототипом как по физическим механизмам формирования сварных соединений между металлическими поверхностями в получаемом композиционном изделии, так и по совокупности технологических приемов и режимов их получения. Так, предложено собирать плоский пакет под сварку взрывом из полостеобразующих элементов в виде металлических труб с толщиной стенок, равной 0,133-0,2 их наружного диаметра, и заполнять полости труб водным наполнителем. Использование полостеобразующих элементов в виде труб позволяет получить композиционное изделие с повышенной герметичностью. Водный наполнитель в полостях труб способствует благоприятному перераспределению импульсов давления в свариваемых заготовках, снижает объемные изменения полостеобразующих элементов.A new method for producing products with internal cavities by explosion welding has significant differences compared with the prototype both in physical mechanisms for the formation of welded joints between metal surfaces in the resulting composite product, and in the aggregate of technological methods and modes for their preparation. So, it was proposed to assemble a flat bag for explosion welding from cavity-forming elements in the form of metal pipes with a wall thickness equal to 0.133-0.2 of their outer diameter, and fill the pipe cavities with water filler. The use of cavity-forming elements in the form of pipes allows to obtain a composite product with increased tightness. The aqueous filler in the pipe cavities promotes a favorable redistribution of pressure pulses in the welded workpieces, reduces volumetric changes in the cavity-forming elements.
При толщине стенок труб менее 0,133 их наружного диаметра возможно образование непроваров в местах соприкосновения смежных труб, возможно также локальное оплавление металла труб, что снижает герметичность получаемых изделий. Толщина стенок труб больше 0,2 их наружного диаметра является избыточной, поскольку на качестве сварных соединений не отражается, но снижается поперечное сечение внутренних полостей, что приводит к снижению эффективности получаемых изделий при использовании их в теплообменной аппаратуре.If the wall thickness of the pipes is less than 0.133 of their outer diameter, it is possible to create imperfections at the points of contact of adjacent pipes, local melting of the metal of the pipes is also possible, which reduces the tightness of the products obtained. The wall thickness of the pipes greater than 0.2 of their outer diameter is excessive, since the quality of the welded joints is not reflected, but the cross section of the internal cavities is reduced, which leads to a decrease in the efficiency of the products obtained when using them in heat exchange equipment.
Предложено размещать плакируемый плоский пакет симметрично со сварочными зазорами между промежуточными прослойками из высокопластичного металла с толщиной, равной 0,4-0,6 наружного диаметра труб, и металлическими облицовками, что обеспечивает в процессе сварки взрывом симметричное двухстороннее деформирование трубчатого пакета с наполнителем в полостях труб. Изменяя сварочные зазоры, можно регулировать скоростные режимы процесса сварки. Использование промежуточных прослоек из высокопластичного металла позволяет снизить поперечные деформации полостеобразующих элементов. Металл прослоек благодаря высокой пластичности в процессе взрывного воздействия заполняет неровности плакируемого пакета с одновременным образованием сварных соединений, благодаря чему наружные поверхности металлических облицовок получаются плоскими. При толщине промежуточных прослоек менее 0,4 наружного диаметра труб наружная поверхность металлических облицовок искривляется и может иметь волнообразную форму, что сужает возможные области применения полученных изделий. Толщина промежуточных прослоек больше 0,6 наружного диаметра труб является избыточной, так как это не улучшает качество получаемых изделий, но приводит к неоправданно высокому расходу материала на эти прослойки.It is proposed to place a clad flat pack symmetrically with welding gaps between intermediate layers of high-ductile metal with a thickness equal to 0.4-0.6 of the outer diameter of the pipes and metal facings, which ensures explosion symmetrical bilateral deformation of the tubular bag with filler in the pipe cavities during the explosion process . Changing the welding gaps, you can adjust the speed of the welding process. The use of intermediate layers of highly plastic metal allows to reduce the transverse deformation of the cavity-forming elements. Due to the high ductility during the explosive action, the metal of the interlayers fills the irregularities of the clad bag with the simultaneous formation of welded joints, due to which the outer surfaces of the metal facings are flat. When the thickness of the intermediate layers is less than 0.4 of the outer diameter of the pipes, the outer surface of the metal linings is curved and may have a wavy shape, which narrows the possible areas of application of the obtained products. The thickness of the intermediate layers greater than 0.6 of the outer diameter of the pipes is excessive, since this does not improve the quality of the products obtained, but leads to an unreasonably high consumption of material for these layers.
Предложено процесс сварки взрывом вести с направлением детонации вдоль труб при скорости детонации взрывчатого вещества, равной 1690-2280 м/с, а сварочные зазоры и толщины зарядов взрывчатого вещества выбирать такими, чтобы при выбранных толщинах металлических облицовок и промежуточных прослоек скорость соударения металлических облицовок с промежуточными прослойками была в пределах 330-450 м/с, а скорость соударения промежуточных прослоек с трубами пакета была в пределах 240-380 м/с, при этом в качестве материала металлических облицовок предложено использовать сталь, полостеобразующие элементы выполнять из меди, а в качестве высокопластичного металла для изготовления промежуточных прослоек использовать алюминий, что обеспечивает получение цельносварного изделия с внутренними полостями. При скорости детонации взрывчатого вещества и скоростях соударения соединяемых деталей ниже нижнего предела не обеспечивается надежная сварка по всем поверхностям соприкосновения свариваемых деталей. При указанных скоростных режимах выше верхнего предела возможно образование в зонах соединения избыточного количества нежелательных хрупких фаз, что снижает качество получаемых изделий. Кроме того, возможно нарушение герметичности стенок полостеобразующих элементов. Направление процесса детонации вдоль труб обеспечивает симметричную форму получаемых изделий, однородность процесса деформирования пакета при сварке и благодаря этому высокое качество сварных соединений. Медь для изготовления полостеобразующих элементов является наиболее подходящим материалом благодаря ее высокой тепло- и электропроводности. Использование алюминия в качестве материала для промежуточных прослоек обеспечивает высокую эффективность теплообмена между полостеобразующими элементами, надежную сварку всех деталей между собой, способствует получению изделия плоской формы. Металлические облицовки предложено изготавливать из стали. Сталь придает изделиям повышенную прочность на изгиб и как труднодеформируемый материал способствует получению изделий плоской формы.It is proposed that the explosion welding process be conducted with the detonation direction along the pipes at an explosive detonation speed of 1690-2280 m / s, and the welding gaps and explosive charge thicknesses should be chosen such that, at selected thicknesses of metal linings and intermediate layers, the speed of impact of metal linings with intermediate interlayers was in the range of 330-450 m / s, and the collision speed of the intermediate layers with the tubes of the package was in the range of 240-380 m / s, while It is possible to use steel, cavity-forming elements made of copper, and aluminum as a highly plastic metal for the manufacture of intermediate layers, which ensures the production of an all-welded product with internal cavities. At the detonation velocity of the explosive and the collision speeds of the parts to be connected below the lower limit, reliable welding on all contact surfaces of the parts being welded is not ensured. At the indicated speed conditions above the upper limit, the formation in the connection zones of an excessive amount of undesirable brittle phases, which reduces the quality of the resulting products. In addition, there may be a violation of the tightness of the walls of the cavity-forming elements. The direction of the detonation process along the pipes ensures a symmetrical shape of the products obtained, the uniformity of the process of deformation of the package during welding, and due to this the high quality of welded joints. Copper for the manufacture of cavity-forming elements is the most suitable material due to its high thermal and electrical conductivity. The use of aluminum as a material for intermediate layers provides high heat exchange efficiency between cavity forming elements, reliable welding of all parts between each other, contributes to obtaining a product of a flat shape. It is proposed to manufacture metal claddings from steel. Steel gives the products increased bending strength and, as a hardly deformable material, contributes to the production of flat-shaped products.
На фиг.1 изображена схема сварки взрывом изделий с внутренними полостями сваркой взрывом, на фиг.2 - вид по стрелке А; на фиг.3 - поперечное сечение В-В схемы сварки; на фиг.4 - поперечное сечение сваренного изделия с внутренними полостями.Figure 1 shows a diagram of the explosion welding of products with internal cavities by explosion welding, figure 2 is a view along arrow A; figure 3 is a cross section bb of the welding circuit; figure 4 is a cross section of a welded product with internal cavities.
Предлагаемый способ получения изделий с внутренними полостями сваркой взрывом осуществляется в следующей последовательности. Очищают соединяемые металлические поверхности от окислов и загрязнений, собирают плоский пакет под сварку взрывом из полостеобразующих элементов в виде металлических труб 1 (фиг.1-3). Скрепляют трубы с помощью бандажей 2. Толщина стенок труб должна быть равной 0,133-0,2 их наружного диаметра. Заполняют каналы труб водным наполнителем 3, а концы труб герметизируют герметиком, например пластилином. Размещают полученный пакет симметрично со сварочными зазорами между промежуточными прослойками 4 из высокопластичного металла и металлическими облицовками 5. Сварочные зазоры между пакетом и промежуточными прослойками подбирают, изменяя толщину бандажной ленты, а сварочные зазоры между промежуточными прослойками и металлическими облицовками выставляют с помощью упоров 6. Толщина промежуточных прослоек должна составлять 0,4-0,6 наружного диаметра труб. Укладывают на наружных поверхностях металлических облицовок защитные прослойки 7 из высокоэластичного материала, например из резины, защищающие поверхности облицовок от повреждений продуктами взрыва, а на их поверхностях располагают основные заряды взрывчатого вещества 8. Осуществляют сварку взрывом путем одновременного инициирования взрыва зарядов взрывчатого вещества с помощью детонирующих шнуров 9 равной длины, электродетонатора 10 и генераторов плоской детонационной волны 11. Направление детонации в основных зарядах ВВ - вдоль труб. Скорость детонации основных зарядов ВВ должна быть равной 1690-2280 м/с. Ее регулируют путем изменения состава ВВ и толщины зарядов. Оба заряда должны быть с одинаковыми размерами и параметрами ВВ. Скорость соударения металлических облицовок с промежуточными прослойками должна быть равной V1=330-450 м/с, а скорость соударения промежуточных прослоек с трубами пакета V2=240-380 м/с. Данные скорости получают, изменяя параметры зарядов ВВ, толщину металлических облицовок и величину сварочных зазоров, с учетом физических характеристик соединяемых деталей схемы сварки взрывом. При этом предложено металлические облицовки выполнять из стали, полостеобразующие элементы - из меди, а в качестве высокопластичного металла для изготовления промежуточных прослоек предложено использовать алюминий.The proposed method for producing products with internal cavities by explosion welding is carried out in the following sequence. They clean the joined metal surfaces from oxides and impurities, collect a flat bag for explosion welding from cavity forming elements in the form of metal pipes 1 (Figs. 1-3). They fasten the pipes with the help of
В результате получают цельносварное многоканальное изделие с высоким качеством сварки по всем соединяемым поверхностям, с плоскими наружными поверхностями металлических облицовок без вмятин и других повреждений, с гладкими поверхностями внутренних каналов без резких перегибов стенок полостеобразующих элементов. Удаление наполнителя из труб после сварки происходит самопроизвольно под воздействием волн разгрузки.The result is an all-welded multichannel product with high quality welding on all joined surfaces, with flat outer surfaces of metal facings without dents or other damage, with smooth surfaces of internal channels without sharp bends of the walls of the cavity-forming elements. Removal of filler from pipes after welding occurs spontaneously under the influence of unloading waves.
Пример 1 (см. также таблицу)Example 1 (see also table)
В качестве полостеобразующих элементов для сборки плоского пакета используют трубы из меди M1. Количество труб в пакете N=14. Наружный диаметр труб Dнар=10 мм, толщина их стенок Тст=2 мм, что составляет 0,2 Dнар. Длина труб Lтр=220 мм. Заполнение полостей труб осуществляли водой, герметизацию концов труб - пластилином. Бандажи для скрепления труб изготавливали из алюминия.As cavity-forming elements for assembling a flat package using pipes made of copper M1. The number of pipes in the package N = 14. The outer diameter of the pipes D drug = 10 mm, the thickness of their walls T article = 2 mm, which is 0.2 D drug . The length of the pipes L Tr = 220 mm Pipe cavities were filled with water, and pipe ends were sealed with plasticine. Bandages for fastening pipes were made of aluminum.
В качестве промежуточных прослоек из высокопластичного металла использовали пластины из алюминия АД1 длиной 220 мм, шириной 140 мм, толщиной Тпр=6 мм, что составляет 0,6 Dнар.As intermediate interlayers of a highly plastic metal, aluminum plates AD1 were used, 220 mm long, 140 mm wide, T ol = 6 mm thick, which is 0.6 D drug .
Металлические облицовки изготавливали из стали 12Х18Н10Т длиной 220 мм, шириной 140 мм, толщиной Тоб=2,5 мм. Сварочные зазоры между металлическими облицовками и промежуточными прослойками были одинаковыми и равными: h1=2 мм, а между промежуточными прослойками и сборным плоским пакетом из труб были одинаковыми и равными: h2=4 мм.Metal claddings were made of steel 12X18H10T with a length of 220 mm, a width of 140 mm, and a thickness T r = 2.5 mm. The welding gaps between the metal lining and the intermediate layers were the same and equal: h 1 = 2 mm, and between the intermediate layers and the assembled flat pack of pipes were the same and equal: h 2 = 4 mm.
В качестве основных зарядов взрывчатого вещества использовалась смесь аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой с объемным соотношением 1:2. Длина основного заряда взрывчатого вещества - 260 мм, ширина 180 мм, толщина заряда TВВ=40 мм. Плотность ВВ ρВВ=0,98 г/см3, скорость детонации ВВ DBB=1690 м/с. Для защиты наружных поверхностей изделий от повреждений между основными зарядами ВВ и металлическими облицовками размещали прослойки из высокоэластичного материала - резины толщиной 2 мм. Длина и ширина прослоек, такие же, как у металлических облицовок. Синхронное инициирование фронтов детонации в основных зарядах ВВ с направлением их движения вдоль труб осуществляли с помощью двух отрезков детонирующих шнуров равной длины, например 15-20 см, скрепленного с ними электродетонатора и генераторов плоской детонационной волны. Скорость соударения V1=330 м/с, V2=240 м/с. После сварки взрывом удаляют с боков сваренных изделий материал с краевыми эффектами.As the main explosive charges, we used a mixture of 6GV ammonite with ammonium nitrate with a volume ratio of 1: 2. The length of the main explosive charge is 260 mm, the width is 180 mm, and the charge thickness is T BB = 40 mm. Density of explosives ρ BB = 0.98 g / cm 3 , detonation velocity of explosives D BB = 1690 m / s. To protect the outer surfaces of the products from damage between the main explosive charges and metal linings, layers of highly elastic material —
В результате получают цельносварное многоканальное изделие с высоким качеством сварки по всем соединяемым поверхностям, с плоскими наружными поверхностями металлических облицовок без нарушений герметичности стенок полостеобразующих элементов, с гладкими поверхностями внутренних каналов без резких перегибов стенок полостеобразующих элементов.The result is an all-welded multichannel product with high quality welding on all connected surfaces, with flat outer surfaces of metal cladding without damaging the walls of the cavity-forming elements, with smooth surfaces of the internal channels without sharp bending of the walls of the cavity-forming elements.
Пример 2 (см. также таблицу)Example 2 (see also table)
То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения.The same as in example 1, but the following changes.
Количество труб в пакете N=20; наружный диаметр труб Dнар=8 мм, толщина их стенок Тст=1,2 мм, что составляет 0,15 Dнар. Толщина промежуточных прослоек из высокопластичного металла Тпр=4 мм, что составляет 0,5 Dнар. Ширина прослоек - 160 мм.The number of pipes in the package N = 20; the outer diameter of the pipes D drug = 8 mm, the thickness of their walls T article = 1.2 mm, which is 0.15 D drug . The thickness of the intermediate layers of highly plastic metal T CR = 4 mm, which is 0.5 D drug . The width of the interlayers is 160 mm.
Металлические облицовки имели толщину Тоб=2 мм, ширину 160 мм.Metal cladding had a thickness of T about = 2 mm, a width of 160 mm
Сварочные зазоры h1=h2=1 мм.Welding gaps h 1 = h 2 = 1 mm.
В основных зарядах ВВ использовали смесь с объемным соотношением 1:3. Ширина основного заряда ВВ была равной 200 мм, его плотность ρВВ=0,97 г/см3, скорость детонации DВВ=2070 м/с. Скорость соударения V1=380 м/с, V2=300 м/с.In the main explosive charges, a mixture with a volume ratio of 1: 3 was used. The width of the main explosive charge was 200 mm, its density ρ BB = 0.97 g / cm 3 , and the detonation velocity D BB = 2070 m / s. Impact velocity V 1 = 380 m / s, V 2 = 300 m / s.
Результаты получения изделий с внутренними полостями те же, что в примере 1.The results of obtaining products with internal cavities are the same as in example 1.
Пример 3Example 3
То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения.The same as in example 1, but the following changes.
Количество труб в пакете N=24; наружный диаметр труб Dнар=6 мм, толщина их стенок Тст=0,8 мм, что составляет 0,133 Dнар. Толщина промежуточных прослоек из высокопластичного металла Тпр=2,4 мм, что составляет 0,4 Dнар. Ширина прослоек - 145 мм.The number of pipes in the package N = 24; the outer diameter of the pipes D drug = 6 mm, the thickness of their walls T article = 0.8 mm, which is 0.133 D drug . The thickness of the intermediate layers of highly plastic metal T CR = 2.4 mm, which is 0.4 D drug . The width of the layers is 145 mm.
Металлические облицовки имели толщину Тоб=1,5 мм, ширину 145 мм.The metal cladding had a thickness T r = 1.5 mm, a width of 145 mm.
Сварочные зазоры h1=h2=1 мм.Welding gaps h 1 = h 2 = 1 mm.
В основных зарядах ВВ использовали смесь с объемным соотношением 1:2. Ширина основного заряда ВВ была равной 185 мм, его плотность ρВВ=0,94 г/см3, скорость детонации DВВ=2280 м/с. Скорости соударения: V1=450 м/с, V2=380 м/с.In the main explosive charges, a mixture with a volume ratio of 1: 2 was used. The width of the main explosive charge was 185 mm, its density ρ BB = 0.94 g / cm 3 , and the detonation velocity D BB = 2280 m / s. Impact speeds: V 1 = 450 m / s, V 2 = 380 m / s.
Результаты получения изделий с внутренними полостями те же, что в примере 1.The results of obtaining products with internal cavities are the same as in example 1.
При получении изделий с внутренними полостями по прототипу, см. таблицу, пример 4, в результате сварки взрывом получают многоканальное изделие круглого сечения лишь с локальной сваркой металлических составляющих между собой. Дополнительная высокотемпературная термообработка, предназначенная для расплавления соединительных стержней и увеличения тем самым площади сварных соединений, не позволяет обеспечить получение цельносварного изделия. Кроме того, высокотемпературная термообработка изделий снижает прочность материалов изделий в результате процессов рекристаллизации, наружная поверхность изделия и внутренние поверхности полостеобразующих элементов шероховатые, что сужает возможные области применения данного способа в промышленности.When receiving products with internal cavities according to the prototype, see the table, example 4, as a result of explosion welding, a multichannel product of circular cross section is obtained only with local welding of metal components between each other. Additional high-temperature heat treatment, designed to melt the connecting rods and thereby increase the area of welded joints, does not allow to obtain an all-welded product. In addition, high-temperature heat treatment of products reduces the strength of the materials of the products as a result of recrystallization processes, the outer surface of the product and the inner surfaces of the cavity-forming elements are rough, which narrows the possible applications of this method in industry.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007125917/02A RU2353487C1 (en) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | Method of producing objects with inner cavities by explosion welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007125917/02A RU2353487C1 (en) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | Method of producing objects with inner cavities by explosion welding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007125917A RU2007125917A (en) | 2009-01-20 |
| RU2353487C1 true RU2353487C1 (en) | 2009-04-27 |
Family
ID=40375482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007125917/02A RU2353487C1 (en) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | Method of producing objects with inner cavities by explosion welding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2353487C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2526355C1 (en) * | 2013-05-13 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of production of composite products with internal cavities by explosion welding |
| RU2526646C1 (en) * | 2013-05-13 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of producing composite articles with inner cavities by explosion welding |
-
2007
- 2007-07-09 RU RU2007125917/02A patent/RU2353487C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2526355C1 (en) * | 2013-05-13 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of production of composite products with internal cavities by explosion welding |
| RU2526646C1 (en) * | 2013-05-13 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of producing composite articles with inner cavities by explosion welding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007125917A (en) | 2009-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2425739C1 (en) | Explosion welding procedure for production of cylinder composite items with internal cavities | |
| Dragobetskii et al. | The technology of production of a copper—aluminum—copper composite to produce current lead buses of the high—voltage plants | |
| CN110293149B (en) | Manufacturing device and manufacturing method of bimetal composite capillary | |
| CN106956073A (en) | The method and destructor of a kind of groove profile hot melt interface Explosion composite of sheet metal | |
| RU2353487C1 (en) | Method of producing objects with inner cavities by explosion welding | |
| RU2399471C1 (en) | Method for production of composite aluminium-nickel articles with inner cavity by means of explosion welding | |
| RU2649929C1 (en) | Method of heat-resistant intermetallide coating producing on the surface of the low-carbon steel plate | |
| RU2463140C1 (en) | Method of producing titanium-aluminium composite material | |
| RU2293004C1 (en) | Titanium-steel composition material producing method | |
| RU2486043C1 (en) | Method of producing composite articles with inner cavities by explosion welding | |
| RU2370350C1 (en) | Method of producing composite titanium-aluminium material | |
| RU2355536C1 (en) | Method of obtaining objects with inner cavities through explosive welding | |
| RU2526355C1 (en) | Method of production of composite products with internal cavities by explosion welding | |
| RU2526357C1 (en) | Method of production of composite products with internal cavities of explosion welding | |
| RU2488469C1 (en) | Method of producing composite articles with inner cavities by explosion welding | |
| RU2526646C1 (en) | Method of producing composite articles with inner cavities by explosion welding | |
| RU2701699C1 (en) | Method of obtaining wear-resistant coatings on surfaces of plates from aluminum alloy and copper | |
| RU2355535C1 (en) | Method of obtaining objects with inner cavities through explosion welding | |
| RU2560896C1 (en) | Explosion welding procedure for production of composite items with internal cavities | |
| RU2711284C1 (en) | Method of obtaining wear-resistant coatings on surfaces of plates from copper and aluminum alloy | |
| RU2560897C1 (en) | Method of making composite copper-titanium material | |
| Roudbari et al. | Production of steel 1006 wire reinforced aluminum base composite by explosive welding | |
| RU2417868C2 (en) | Method of producing large-size bimetal sheets by explosion welding | |
| RU2574179C1 (en) | Production of composite articles with internal cavities by blast welding | |
| RU2221682C1 (en) | Method for making composition material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090710 |