RU2197367C2

RU2197367C2 - Explosion cladding method

Info

Publication number: RU2197367C2
Application number: RU2000104210A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Зимин; В.И. Рыбаков; Г.Г. Савкин; В.Ф. Серов
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2003-01-27

Abstract

FIELD: cladding by thin-sheet materials such as foil of parts having cylindrical surface. SUBSTANCE: method comprises steps of wrapping up cladding part (thin-sheet material, metallic foil) to shell; arranging it coaxially relative to clad part; at side turned to explosion charge protecting parts by means of intermediate member in the form of tube. providing coaxial arrangement of both parts and limiting gap between them with use of cone and base; placing explosion charge around intermediate member and performing cladding by igniting charge; unwrapping blank. EFFECT: possibility for cladding large areas. 1 dwg

Description

Изобретение относится к плакированию (сварке) взрывом и может быть использовано при плакировании тонколистовыми материалами, преимущественно фольгой, деталей, имеющих цилиндрическую поверхность, а также заготовок, свернутых в трубу. Известен способ сварки взрывом тонких листов различных металлов, заключающийся в том, что плакируемая деталь устанавливается на массивном основании, а плакирующая фольга, закрепленная через мягкую упругую прокладку с вспомогательной пластиной из твердого материала, несущей на себе с противоположной стороны заряд взрывчатого вещества (ВВ), расположена с зазором по отношению к плакируемой детали (Швеция, заявка 458908 МПК В 23 К 20/08, заявлено 07.11.86, опубл. 22.05.89. "Способ плакирования взрывом тонкой металлической пленки к подложке"). The invention relates to cladding (welding) by explosion and can be used when cladding with sheet materials, mainly foil, parts having a cylindrical surface, as well as blanks rolled into a pipe. A known method of explosion welding of thin sheets of various metals, which consists in the fact that the plated part is installed on a solid base, and the cladding foil fixed through a soft elastic strip with an auxiliary plate of solid material, bearing on its opposite side an explosive charge (BB), is located with a gap in relation to the plated part (Sweden, application 458908 IPC В 23 К 20/08, announced 07.11.86, publ. 05.22.89. "Method for cladding explosion of a thin metal film to the substrate").

К недостаткам этого способа относятся:
- сложность в обеспечении требуемого зазора между (плакирующей и плакируемой) деталями при плакировании на большей площади;
- необходимость увеличения в этом случае толщины пластины из твердого материала (для обеспечения необходимой жесткой конструкции) по сравнению с толщиной такой пластины, используемой при сварке деталей малых размеров.The disadvantages of this method include:
- difficulty in providing the required clearance between (clad and clad) parts when cladding over a larger area;
- the need to increase in this case the thickness of the plate from a solid material (to provide the necessary rigid structure) compared with the thickness of such a plate used in welding parts of small sizes.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ плакирования взрывом, при котором размещают с зазором металлическую фольгу относительно плакируемой детали и последовательно размещают промежуточный элемент и заряд взрывчатого вещества. Плакирование осуществляют при подрыве заряда взрывчатого вещества (RU 2024374 C1, МПК 7 В 23 К 20/08, 15.12.1994). Closest to the invention in technical essence is an explosion cladding method in which a metal foil is placed with a gap relative to a clad part and an intermediate element and explosive charge are sequentially placed. Cladding is carried out undermining the explosive charge (RU 2024374 C1, IPC 7 V 23 K 20/08, 12/15/1994).

К недостаткам этого способа относится небольшая площадь плакирования. The disadvantages of this method include a small cladding area.

Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в разработке способа, позволяющего производить плакирование на больших площадях. The problem solved by the present invention is to develop a method that allows for cladding over large areas.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в возможности осуществления плакирования на площадях значительно превышающих (≈ 20 раз и более) площадь плакирования, получаемого по известному способу. The technical result achieved by using the present invention consists in the possibility of cladding in areas significantly exceeding (≈ 20 times or more) the cladding area obtained by the known method.

Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата в известном способе плакирования взрывом, заключающемся в установке с зазором плакируемой детали с металлической фольгой и последовательного размещения промежуточного элемента и заряда взрывчатого вещества, при подрыве которого осуществляют плакирование, согласно предлагаемому изобретению плакируемую деталь и металлическую фольгу предварительно сворачивают в виде обечайки, размещают их соосно с промежуточным элементом в виде трубы, а полученную заготовку разворачивают. To solve the problem and achieve the specified technical result in the known method of cladding with an explosion, which consists in installing with a gap a plated part with a metal foil and sequentially placing an intermediate element and a charge of an explosive, when undermining it is plated, according to the invention, the plated part and a metal foil are preliminarily fold in the form of a shell, place them coaxially with the intermediate element in the form of a pipe, and the resulting DCCH unfold.

При осуществлении взрывного плакирования без применения промежуточного элемента продукты детонации заряда ВВ (используемого при плакировании), имеющие высокие температуру и давление, при контакте с поверхностью плакирующей детали вызывают ее повреждение (особенно деталей из цветных металлов и их сплавов), а в случае использования при плакировании тонколистовых материалов или фольг разрушают плакирующую деталь. Промежуточный элемент, расположенный между разрядом ВВ и плакирующей деталью, исключает непосредственный контакт продуктов детонации и плакирующей детали, вследствие чего предотвращается повреждение поверхности при применении тонколистовых материалов или фольг. В этом случае избыток энергии высвобождается при детонации заряда ВВ, приводящей к разрушению плакирующей детали, расходуется на деформирование промежуточного элемента. Осуществляя плакирование по предложенной схеме, а именно, сворачивая плакируемую деталь и металлическую фольгу в виде обечайки, размещая их соосно с промежуточным элементом в виде трубы, обеспечивают таким образом жесткость схемы. При таком размещении не происходит провисания пластины, что влияет на качество соединения при плакировании. When explosive cladding is performed without the use of an intermediate element, explosive charge detonation products (used for cladding) having high temperature and pressure, when in contact with the surface of the cladding part, cause damage (especially parts made of non-ferrous metals and their alloys), and if used during cladding sheet materials or foils destroy the cladding part. An intermediate element located between the explosive discharge and the cladding part prevents direct contact of detonation products and the cladding part, as a result of which surface damage is prevented when using thin-sheet materials or foils. In this case, the excess energy is released upon detonation of the explosive charge, which leads to the destruction of the cladding part, and is spent on the deformation of the intermediate element. By cladding according to the proposed scheme, namely, folding the clad part and metal foil in the form of a shell, placing them coaxially with the intermediate element in the form of a pipe, thus ensure the rigidity of the scheme. With this arrangement, the plate does not sag, which affects the quality of the connection during cladding.

На чертеже показана схема плакирования взрывом цилиндрических деталей, где: 1 - электродетонатор, 2 - заряд ВВ, 3 - оправка, 4 - плакируемая деталь, 5 - плакирующая деталь (тонколистовой материал, фольга), 6 - промежуточный элемент, 7 - конус, 8 - основание, 9, 10 - торцевые крышки, 11 - оболочка. The drawing shows a blast cladding diagram of cylindrical parts, where: 1 - electric detonator, 2 - explosive charge, 3 - mandrel, 4 - clad part, 5 - clad part (sheet material, foil), 6 - intermediate element, 7 - cone, 8 - base, 9, 10 - end caps, 11 - shell.

Заявленный способ осуществляется следующим образом. The claimed method is as follows.

Цилиндрическая плакируемая деталь 4, труба или предварительно изготовленная обечайка, помещенная на оправку 3, устанавливается на основание 8. Плакирующую деталь 5 (тонколистовой материал, фольгу), свернутую в обечайку располагают соосно по отношению к плакируемой детали и защищают со стороны, обращенной к заряду ВВ, промежуточным элементом 6. Для центрирования деталей относительно друг друга и фиксации зазора используют металлические конус 7 и основание 8. Заряд 2 располагают снаружи промежуточного элемента 6 в оболочке, закрытой с обоих торцов крышками 9, 10, и инициируют с одного конца электродетонатором 1. В результате получают требуемую биметаллическую деталь, которую извлекают из под промежуточного элемента после его разрезки. A cylindrical cladding part 4, a pipe or a prefabricated shell placed on the mandrel 3 is mounted on the base 8. The cladding part 5 (sheet material, foil) rolled into a shell is aligned with the cladding part and is protected from the side facing the explosive charge , intermediate element 6. To center the parts relative to each other and fix the gap, use a metal cone 7 and the base 8. The charge 2 is placed outside the intermediate element 6 in a shell closed from both Rtsov lids 9, 10, and initiate from one end of the electric detonator 1. As a result, the desired bimetallic part is obtained, which is removed from under the intermediate element after cutting.

Промышленная применимость подтверждается следующим примером: из стали 12Х18Н10Т толщиной 0,4 мм изготавливали обечайку размерами ⌀100•100,8•180 мм и сваривали по образующей. Полученную деталь помещали на оправку ⌀100•180 мм. Затем из никелевой заготовки толщиной 90 мкм изготавливали обечайку размерами ⌀103,82•104•180 мм и помещали ее в трубу ⌀104•180 мм, служащую промежуточным элементом между никелевой фольгой и зарядом ВВ. Инициирование заряда ВВ осуществлялось электродетонатором. В результате высокоскоростного соударения осуществлялось плакирование детали из стали 12Х18Н10Т с деталью из никеля без разрушения плакирующей детали. Результаты металлографического анализа и проверки адгезионной прочности (отсутствие непроваров и расслоений после испытаний) говорят об удовлетворительном качестве плакирования. Industrial applicability is confirmed by the following example: from steel 12X18H10T 0.4 mm thick, a shell was made with dimensions of разм100 • 100.8 • 180 mm and welded along the generatrix. The resulting part was placed on a mandrel ⌀100 • 180 mm. Then, a shell with dimensions ⌀103.82 • 104 • 180 mm was made from a nickel billet 90 μm thick and placed in a ее104 • 180 mm pipe, which serves as an intermediate element between the nickel foil and the explosive charge. The explosive charge was initiated by an electric detonator. As a result of high-speed collision, cladding of a part made of 12Kh18N10T steel with a nickel part was carried out without breaking the cladding part. The results of metallographic analysis and verification of adhesion strength (lack of fusion and delamination after testing) indicate satisfactory cladding quality.

Claims

Explosion cladding method, in which a metal foil is placed with a gap relative to the part to be clad, then an intermediate element and an explosive charge are sequentially used, when cladding is detonated, characterized in that the clad part and metal foil are pre-collapsed, placed coaxially with the intermediate element in the form of a pipe, and the resulting workpiece unfold.