Взрывать в промышленности в мирных целях начали давно – еще в 18-ом веке. Но в сварке первые взрывники появились лишь в середине 20-го века. Технология развивалась ни шатко ни валко и получила свое законное уникальное место среди современных сварочных методов только за последнее десятилетие.
Понятное дело, что взрывать сварщики начали не от хорошей жизни. Этим методом варятся те металлы и конструкции, которые не поддаются ни одному другому способу. В данной технологии сам взрыв – не главное.
Главное – смещение металлических заготовок резко и с огромной скоростью, благодаря которой происходит пластическая деформация металлов – то, что и требуется. Иными словами, сварка взрывом – одна из технологий сварки давлением. Скорость, нужная для ускорения детали, достигает несколько сот метров в секунду.
Применение взрывов в сварке
Взрывное дело – не детский сад, и применяется оно в недетских сферах. Это, прежде всего, сложные многокомпонентные металлические конструкции с большими площадями, где необходимы соединения повышенной прочности, где варятся металлы разных типов и т.д.
Сварка взрывом применяется в прокатной обработке листовых металлов, облицовочного материала, в производстве сложных композиционных заготовок.
Как это происходит
По своей сути сварка взрывом относится к механическим видам соединения металлов. Превращения происходят следующие: как только срабатывает детонатор, образуется газ, в результате формируется химическая энергия.
Она превращается в кинетическую энергию, которая придает скорость металлической заготовке при ее контакте с другой неподвижной заготовкой. Особенность контакта заготовок в том, что он происходит не по площади заготовок, а по линии с последующим увеличением общей поверхности контакта.
Деформация металлов с формированием сварочного шва происходит вследствие воздействия кинетической энергии. Ключевым фактором метода является скорость, которая передается движущейся детали. Если эта скорость не достигает нужного уровня, сварочный шов попросту не получится.
Подготовка к работе
Перед процессом необходимо запастись следующим:
- взрывчатое вещество;
- детонатор;
- металлические детали для соединения;
- крепкая опора или фундамент для фиксации неподвижной детали.
Конечно, подготовка будет зависеть от конкретной сварочной задачи. Обычно задачи следующие:
- соединение деталей цилиндрической формы;
- соединение деталей с крупными габаритами;
- соединение сложных заготовок со сложной композицией металлов.
Выполнение работ практически одинаковое при соединении любых видов металлических форм:
- Прежде всего готовится основание для фиксации неподвижной делали. Обычно это плита массивных размеров из металла, железобетона или даже песка. После процесса она часто деформируется и приходит в негодность, эта проблема не относится только к металлическому основанию.
- Вторая свариваемая деталь, которая должна быть подвижной, должна находится по отношению к первой под острым углом в 3 – 10°. Расстояние между деталями не должно превышать 2 – 5 мм.
- Взрывчатое вещество размещается на поверхности подвижной заготовки. На данном этапе главное – расположить взрывчатку равномерно, это ключевой фактор качества соединения, который уменьшает риск смещений или деформации самой взрываемой заготовки.
- Гексоген, аммонал и многие другие виды взрывчатых веществ можно применять для такого рода сварочных работ, марок и разновидностей очень много.
- Размещение взрывчатки на поверхности проводят с помощью специального контейнера, который является картонной коробкой без крышки и с отверстиями на дне. Отверстия нужны для максимально плотного контакта взрывчатки с поверхностью заготовки.
- Последним размещается детонатор, после чего можно начинать взрыв. Он происходит после активации взрывчатки с формированием взрывной волны с огромной скоростью. Скорость зависит от сорта взрывчатки и ее состояния: плотности, влажности, времени хранения и т.д.
Технологические трудности
Главная проблема – это обращение со взрывчатыми веществами. Речь об их применении и хранении.
Не менее серьезный вопрос – вред, наносимый окружающей среде взрывными волнами. Именно поэтому сварка взрывом производится только на полигонах в удалении от промышленных объектов и, конечно, от жилых помещений. Местность должна быть сейсмически стабильной.
Если дело касается мелких деталей, то сварку взрывом можно делать в специальных камерах из металла, но безопаснее всего это делать в подземных помещениях со специальным укреплением.
Несмотря на то, что данный вид соединения деталей уникален и совершенно не похож на все остальные методы, не нужно забывать об обязательном для всех видов сварки действии – предварительной и тщательной зачистке поверхностей соединения заготовок, включающей в себя обработку растворителем для обезжиривания.
Точное следование все технологическим требованиям и соблюдение необходимых величин – еще одна трудность, с которой придется столкнуться в работе. Здесь нет никакой автоматизации, дозы и пробы подбираются экспериментальным путем.
Моментальность взрыва не позволяет изучить его физические и химические составляющие как следует. Все делается с подбором на месте.
Если одна из деталей сделана из мягкого металла, его структура может измениться под воздействием высокой тепловой энергии. Чаще всего происходит диффузия, а это приводит к снижению качества сварочного шва.
Если подобная конструкция по ходу использования будет испытывать на себе высокие температуры, соединение в итоге может разрушиться.
Прогресс не стоит на месте, и сварка взрывом совершенствуется по всем параметрам. В последнее время между свариваемыми поверхностями располагают специальную металлическую пластину, которая химически нейтральна и не вступает в реакцию с металлом заготовок.
К примеру, между деталями из стали и титана располагают прокладку из ванадия, чтобы не было никакого взаимодействия.
Сварка взрывом быстро развивается, становится более безопасным и эффективным. Его уникальность и необходимость при некоторых видах сварочных работ не вызывает никаких сомнений.
