Сварка взрывом алюминиево-магниевых сплавов перестает быть проблемой

В 2005 году мы проводили большой объем совместных опытных работ со специалистами ЦНИИ КМ«Прометей». Многократно подбирались режимы сварки для различных пар материалов. Тогда же впервые для сварки взрывом была применена технология вакуумно-дуговой подготовки свариваемых поверхностей, на которую позднее был получен патент № 2311274 («Способ получения биметаллического материала»). Мы очень надеялись, что эта технология поможет таки осуществить сварку АМг6 и стали. Но в данном случае не произошло ничего нового – АМг оплавлялся и «отскакивал» от стали на любых режимах. Пришлось на время отступиться от этой проблемы, но она осталась, и факт неудачи не давал покоя все последующее время.

Пришлось спуститься с вершин нанотехнологий и рассмотреть весь процесс сварки с начала, опустившись практически до уровня начальной физики. Иногда очень полезно начинать все сначала. Это был именно тот случай.

Поскольку на Металл-Экспо стало хорошей традицией – проводить турнир по бильярду, на его примере и удобно все продемонстрировать.

Итак, у нас есть система из нескольких шаров:

Шар №1 – продукты детонации, который толкает шар №2 – плакирующий слой, шар №2 разгоняется и ударяет в шар №3 – лист основы, гасит полученное ускорение - шар №4 – грунт, или что-то еще, обычно мало от него отличающееся. Вопрос, что следует поместить между шаром №3 и №4, чтобы шар №2 не отскочил от шара №3?

Ответ – демпфер. Из чего - мы теперь знаем, но пока не будем раскрывать. Цена вопроса – даже неудобно обсуждать. Но работа его не совсем простая, тем более, что он может быть как пассивным, так и активным. Ноу-хау – да. Патентуем. Универсальный способ – тоже да. Демпфирование вообще полезно делать всегда, как показал опыт последних работ.

Опытные заготовки АМг6, оставшиеся с 2005 года, приварились с помощью активного демпфера с первого раза, то есть как только ему создали необходимые мягкие условия. Правда, перед этим уже было начато производство биметалла 08Х18Н9/АМг3 с таким же демпфером, но все таки это другой материал, более пластичный.

Пришлось в очередной раз убедиться, что природу не обмануть, но договориться – можно и нужно.

Сейчас материал проходит испытания в ЦНИИ КМ «Прометей» и он будет представлен на Металлэкспо 2008.

Безусловно, все не так просто, и в сварке взрывом много нюансов, которые нецелесообразно обсуждать популярно. Каждый производитель пытается их решать применительно к себе и своим возможностям. Но тем и интересна затронутая тема, что, кажется, глобальная динамика процесса сварки взрывом была как-то упущена, и мы, двигаясь проторенной до нас дорогой, тоже пропустили «крупный план». Но наш практический опыт показал: чтобы материалы успешно сваривались, с минимальными сопутствующими проблемами, надо сначала создать им динамические условия, так чтобы они были «приговорены» к соединению, а затем можно совершенствовать уже достигнутый союз плакирующего слоя и основы.

Мы отработали несколько вариантов многослойных демпферов, пассивных и активных, для разных сочетаний металлов. Относительную величину пластической деформации листов мы определяли по разнице температур до и после взрыва, которое в среднем составляет в нашем случае всего 5-6?, независимо от наружных условий.

Дополнительно следует отменить, что только часть демпфирующей системы отвечает за качество сварки, вторая часть отвечает за его сохранение, то есть исключает избыточную пластическую деформацию листа остаточной энергией взрыва.