Введение к работе
Актуальность проблемы. Накопленный опыт производства биметаллов сваркой взрывом убедительно показал перспективность и объективность этого процесса, позволяющего создавать материалы с принципиально новыми свойствами, экономить нержавеющие стали, цветные металлы и сплавы, снижать трудоемкость, стоимость изделий и повышать их срок службы. Вместе с "'ом для сварки взрывом, как и любого сварочного процесса, характерно образование дефектов: непрсваров, макро и микротрещин, разрушений и других. Некоторые дефекты (сквозные трещина, разрушения) приводят к неисправимому браку, другие дефекты (непровары, деформации) требуют трудоемких работ но их устранения, что дискредитирует процесс и препятствует его широкому внедрению.
Основные причины такого положения слабая изученность процесса образования дефектов, отсутствие работ по систематизации дефектов и комплексному исследованию влияния па их появление параметров процесса сварки, состояния свариваемых поверхностей, температуры, газовой среди в зазоре, особенностей детонации крупногабаритных зарядовщзкоскоростних взрывчатых веществ, отсутствие научно-обоснованных мер по их предупреждению.
Релзние этих вопросов в данной работе позволит разработать технологические процессы плакирования взрывом крупногабаритных изделий с гарантированным качеством, что и определяет ее актуальность.
Цель работы - обобщение накопленных данных по образованию дефектов, исследование особенностей их образования при сварке взрывом сталей, выявление причин, способствующих их появлению и разработка на этой основе научно-обоснованных рекомендаций по их предупреждению и их внедрение.
Научная нодчзна подхода состоит в том, что сначала были обобщены к классифицированы дефекты, образующиеся при сварке взрывом сталей, выявлены неизученные дефекты и дефекты, механизм образования которых требовал уточнения, а затем теоретически и экспериментально исследована связь их образования с микрогеомет-рней свариваемых поверхностей, особенностями детонации крупногабаритных зарядов, деформацией изделия при сварке взрызом, упруго-пластическим состоянием в зоне соединения, свойствами материалов а параметрами процесса. На основании полученных результатов установлены и уточнены закономерности образования ряда дефектов, что позволило разработать научно-обоснованные меры по их предупреждению.
На защиту зшюслтся:
-
Результаты обобщения накопленных данных по образованию дефектов и разработанная система их классификации.
-
Механизм влияния микрогесметрии свариваемых поверхностей на образование соединения при сварке взрывом.
-
Результаты экспериментальных исследований по влиянию состояния свариваемых поверхностей на структуру и свойства соединений и научно-обоснованные рекомендации по их подготовке и сварке взрывом.
-
Механизм влияния свободной поверхности заряда на стабильность его детонации, способ его учета при определении кинематических параметров ыеганил.
-
Способ сварки взрывоы с замоной части БВ инертными материалами и введения забойки.
-
Уточненный механизм образования и распространения трещин типа "елочка".
-
Установтіеі:і:ив закономерности распределения остаточных деформаций и з детая и связь с образованием трещин, разрушений и непровзров.
-
Теоретическое объяснение влияния низкотемпературного нагрева перед сваркой взрывом на напряженно-деформированное состояние соединения и методика расчета оптимальных температур такого нагрева.
-
Механизм образования в стали "задер:г.аных" разрушении, способ предупрегдення их появления.
10. Результаты анализа экспериментальных данных по влиянию дефектов и термической обработки на служебные свойства композиции уг-леродистая-аустенпткая сталь и рекомендации по повышению несуще:'; способности биметалла.
II. Рекомендации по предупреждению дефектов, представленные в виде таблиц, и результаты их апробации при производство бпматзллов
различного назначения.
Практическое значение работы заключается в том, что проведенные исследования позволили устранить дефекты, выявленные в ходе работ по внедрению, внести коррективы в технологические процессы плакирования крупногабаритных листов и заготовок и внедрить их. Использование отдельных рекомендаций, выполненных на урозпо изобретений, позволило исключить образование непроваров, разрушений при промышленном производстве трехслойных заготовок, снизить расход взрывчатых веществ. Разработать технологические процессы, учитывающие особенности образования дефектов.
Обоснованность и достоверность теооетпчеекпх положений И BU-воцоз подтверждены экспериментально, с привлечением современных методов регистрации быстропротекаюцих процессов, а такке сопоставлением их с экспериментальными данными других авторов.
Апробация паботн и публикации. Результаты работы докладывались на 3-ем, 4-ом, 5-ом, 6-ом п 7-ом Международных симпозиумах по обра-Зотке металлов взрывом (ЧССР, 1976, 1979. 1982, 1985, 1958), на
A Международных конференциях ко високоонергв'чічоской обработки материалов (г.Новосибирск, I98S, Югославия, 1989), на втором совещании по взрывной обработке маториалов-ЕУ/чХНовосибирск, 1981), на У Международном совещании по вксокоэпергетическок обработке материалов (Варшзва, 1975), на Всесоюзных совещаниях по сварке к резке взрывом (Киев. 1977, 1987; Уфа, 1979; Мкеск, І99С), на заседаниях секций по сварке и упрочнению взрывом научного совета ГКНТ СССР, соминарах СКБ IIГГ СО All СССР, на заседаниях каучно-тохническего совета и секции по обработке материалов високим давлением НПО АШ'Л'И.І. По темо диссертационной работы опубликовано 2 монографии, 6G работ, в ток числе 41 авторских свидетельств на изобретения и 4 патента,
СгїіУі'.тут і, обур нпоооптпцпп, Работа состоит из введения, пяти глав, заключения; содержит список принятых обозначении; изложена in 275 страницах, включая 211 страниц текста, ц}2 рисунка, 25 таблиц, 71:0 библиографических наименования.
основной co;jt::\kik работы
J'.o в-'п;!,:і:і:н кратко изложены современное состояние проблемы, обоснована актуальность теги исследования, поставлена доль работы. Тыл w.d в виде краткой аннотации перечислены основные решенные вопро- ' сы, основные положение, которые выносятся па защиту; указано, что нового вносится в peusrfue проблемы и обосновывается структура работы.
Работа направлена на обобщение и систематизацию дефектов при сварко взрывом оталоп, изучение особенностей нх образования к разработку рекомендаций пс v,> лрецупрйдзипю. Ьта направленность работы отраиена и в ниавгчпш диссертации. Струїстура работы соответствует поставленной ц:.-л:і. В первой главе по результатам внедрения и опубликовании!.; отечественном і! зарубежным данным выявляются основные
дефекты, образующиеся при сварке взрывом сталэЛ, которно систематизируются ц выявляются неизученные дефекты, а так та дефекти, механизм образования которых требует уточнения. В последующих главах теоретически и экспериментально исслодуотся связь образование дефектов с ычкрогоометрней и состояние;.; свариваемых поверхностей, параметрами процесса, особенностями детонации крупногабаритных зарядов низк.оскоростных аммиачно-селг'тренных взрывчатых веществ, упруго-пластическим состоянием в зоне соединения, особенностями длфор-мацин изделий при сварке взрьзем, свойствами сталий ;і напряжениями в соединении поело сварки. Так же изучается влияние качества соединения не служебные свойства. Этот материал позволяет: во-порвух, решить важных для практики сварки вярызом задач, во-вторых привести сравнение експериментальних и расчетных данных, на основании которых можно судить о справедливости идей, заложенных в основу расчетов.
Последовательность изложения материалов в отог части работы логически связана. В частности, вторая глава посвящена изучению елияния состояния сзарнваемых материалов но образование соединения. Зто подготовительные операции к сварке взрывом. Здесь изучаются особенности очистки поверхностей в процессе сварки взрывом, влияние микрогеометрии на формирование соединения. Изучение этих вопросов позволило разработать качественную модель образевангя соединения и решить практическую задачу выработки рекомендации по качеству подготовки поверхностей к сварке взрывом. Б следующей главе изучается влияние процессов, происходящих при сварке взрывом на образование дефектоз. Исследуются особенности детонации крупногабаритных плоских зарядов, упруго-пластическое состояние зоны соединения и процессы в сварочном зазоре. В чотзертой главе исследованы особенности образования дефектов, связанных с действие:.! остаточных напряжений и остаточных.деформаций кс.\гпозиц:;п з целом, т.е. нппря""-,но-
деформированным состоянием, мопустнмости того или иного дефекта в конструкциях по результата:.: исследования служебных свойств и анализа эксплуатации изделий из биметалла посвящена пятая глава. Разработанные рекомендации по предупреждению образования дефектов к результаты их использования в практике изложены в шестой главе. Такова общая схема работы.
