Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Современное машиностроение предъявляет высокие требования к применяемым материалам, которые должны сочетать низкий вес с-высокой прочностью, коррозионной стойкостью, выдерживать. циклические и ударные нагрузки, иметь хороауп электропроводность и т.п. Таким специфическим требованиям отвечают многослойные металлические материалы на осноге сталей и цветных металлов я сплавов. Применение таких материалов позволяет повышать надежность и долгоеєчность большой номенклатуры
изделий, разрабатывать принципиально новые конструкции узлов
тот, а такте экономить дефицитные и дорогостоящие материалы.
Одной из прогрессивных технологий получения многослойных материалов является сварка взрьшом, позволяющая получать листы практически неограниченной площади при большом многообразии сочетаний слоев с минимальными затратами трудовых и энергетических ресурсов.
Некоторые отрасли,' например, производящие бронетехнику, испытывают потребность в биметаллах на основе высокопрочных
сталей и высокопрочных алюминиевых сплавов, позволяющих при
сохранении надлеаащего уровня служебных свойств существенно
снизить вес изделия, а также исключить поражение экипага оскол
ками стальной брони. Однако в этом случае известные трудности
получения соединений алюминия со сталью, обусловленные сущес
твенным различием юс физикс-механическкх свойств, усугубляются
высокой прочность» и твердостьв исходных материалов для получе
ния биметалла. Поэтому разработка промышленной технологии полу
чения таких биметаллов является актуальной задачей.
Анализ опубликованных в отечественной и зарубежной- литературе данных и предварительные исследования принципиальной возыожнносги сварки взрывом высокопрочных материалов выявили значительные трудности получения их качественного соединения, связанные с различием энергетических условий на разных границах многослойной композиции, неравномерность» сварочных зазоров по площади заготовки и значительными остаточными деформациями, что потребовало экспериментального изучения особенностей сварки взрывом высокопрочной стали с алюминиевыми сплаваю!.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Создание, на , основе изучения особенностей и закономерностей взаимодействия алюминиевых сплавов со сталями научно обоснованной технологии производства сваркой взрывом крупногабаритных биметаллических листов из алюминиевых сплавов и сталей различной прочности. ,
результаты экспериментов и расчетов на ЭВМ по определению области образования качественных соединений алюминиевого сплава с техническим алюминием при сварке' взрывом их в полете;
результаты изучения влияния режимов сварки взрывом на структуру и свойства стале-алюминиэвых соединений;
результаты экспериментальных исследований влияния содержания магния е алюминиевом сплаве на структуру и свойства соединений сталь СтЗ + алюмикиево-магниевый сплав в виде крупногабаритных многоелойных заготовок;
разработанная промышленная технология производства сваркой взрывом биметалла сталь + алюминиевый сплав з виде крупногабаритных многослойных заготовок.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Получено математическое выражение для расчета на -ЭВМ основных параметров режима сварки взрывом алюминиевых сплавов с техническим алюминием при сварке их в полете, которые позволяют получать соединения с заданной прочностью. Для практических расчетов графически определена область образования равнопрочных соединений этих металлов в координатах Xj-X^, представляющих комплексные параметры.
Установлено оптимальное соотношение "толщин свариваемых листов (не более шести), которое при сварке взрывом алюминиевого сплава с техническим алюминием в полете обеспечивает получение, соединения с максимальной прочностью.
Впервые показано, что оптимальное сочетание прочности и пластичности' имеют стале-алюминиевые соединения с волновой границей раздела, полученные в интервале скоростей точки контакта 2300...2600 м/с.
С новых позиций объяснено отрицательное влияние магния на прочность стале-алюминиевых соединений, полученных сваркой взрывом; с повышением прочности сплава уменьшается ширина зоны' интенсивной пластической деформации, что приводит к локализации выделившегося тепла вблизи границы раздела и, как следствие, к увеличений количества расплавов и снижений прочности соединения.
Теоретически обоснованы и разработаны новы? технологические прие?&г, защищенные авторскими свидетельствами, обеспечивающие получение крупногабаритных многослойных заготовок гарантированного качества.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ работы заключается в том, что на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны промышленные технологии производства сваркой взрывом биметаллов сталь + алюминиевый сплав в виде крупногабаритных заготовок, обеспечивающие качественное соединение сталей. различной прочности с техническим алюминием и алюминиевыми сплавами типа АМгб. В условиях Гилевского опытно-эхслериментального завода (ГОЭЗ).изготовлены и поставлены Заказчикам промышленные партии биметаллов.
ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ теоретических положений и еыводов подтверждены экспериментально, с привлечение современных, методов регистрации быстропротекаащих процессов, а такта сопоставлением их с экспериментальными данными других авторов.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы, докладывались на седьмоы Всесоюзном совещании по сварке и резке взрывом (Киев, 1987г.), седьмом Меадународном. симпозиуме "Использование энергии взрыва для производства металлических материалов с новыми свойствами" (Пардубице, Чехия, 1988г.), . десятой Всесоюзной конференции по сварке разнородных, композици-.. онных и многослойных материалов (Киев, 1989г.), восьмой Всесоюзной конференции "Сзарка, резка и обработка материалов взрызом" (Минск, 1990г.).
ПУБЛИКАЦИИ. По результатам исследований опубликовано четыре работы и получено в соавторстве пять авторских свидетельств на изобретения.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из евєдєния, четырех глав и общих выводов, содеряит 139 страниц машинописного текста, в их числе 31 рисунок, 16 таблиц я 121 пакенование литературных источников, а такае - приложения на 14 страницах, в том числе акты внедрен:;:!.