×
31.07.2019
219.017.ba6a

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СВАРКИ ВЗРЫВОМ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛИСТОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение может быть использовано для получения крупнотолщинных биметаллических деталей сваркой взрывом. Листовую заготовку из бронзы толщиной не менее 30 мм разделяют по меньшей мере на два фрагмента вдоль площади их соприкосновения. Оуществляют сборку пакета из листовой заготовки из нержавеющей стали толщиной не менее 60 мм и первого фрагмента листовой заготовки из бронзы. Укладывают порцию порошкообразного ВВ с расчетной величиной деформирующего импульса на поверхность первого фрагмента и осуществляют его приварку. Последовательно приваривают сваркой взрывом по площади соприкосновения второй и последующий фрагменты листовой заготовки из бронзы до получения биметаллической цельной детали требуемой толщины. Перед сваркой пакет помещают в разборную разрушаемую в процессе взрыва стальную матрицу, а каждую порцию ВВ помещают в ограничительный корпус. Величину деформирующего импульса каждой порции ВВ рассчитывают в зависимости от толщины соответствующего присоединяемого фрагмента на основе экспериментальных данных. Способ обеспечивает получение прочного без пустот сварного соединения. 6 ил., 1 пр.

Предполагаемое изобретение относится к области технологий сварки взрывом и может быть использовано для соединения крупнотолщинные металлических деталей сваркой.

Актуальность решаемой проблемы основана на трудностях, связанных с получением сварного соединения крупнотолшинных (толщина листа металла свыше 30 мм) деталей, т.к. для получения такого соединения необходимо применение соответственно большой расчетной массы взрывчатого вещества (ВВ), что неизбежно приведет к разрушению соединяемых заготовок. Было предположено, и экспериментально подтверждено, что фрагментированием исходных заготовок можно достигнуть значительного снижения массы применяемого ВМ при последовательном соединении фрагментов деталей.

Из уровня техники известен способ получения крупногабаритных биметаллических листов сталь - титан сваркой взрывом (патент РФ №2174458, МПК B23K 20/08, публ. 27.08.2003), согласно которому к основному листу на одном уровне с плакируемой поверхностью по всему периметру приваривают технологические пластины из стали толщины 0,7-1,0 толщины плакирующего листа и шириной, равной его нависанию. Поверхность пластин зачищают до металлического блеска. Приварку производят прерывистым швом с шагом более 100 мм со стороны, противоположной плакированию. Собранный пакет на опоре располагают под углом 3-6° к горизонту. Сварочный зазор заполняют аргоном с нижней стороны пакета. Верхнюю часть опоры выполняют из слоя песка, нагретого до 60-150°C. Известный способ позволяет получить биметалл сталь-титан высокого качества и прочности соединения с гладкой и ровной кромкой, без непроваров, сколов, надрывов.

К недостаткам аналога относятся недостаточно высокое качество сварного шва при больших толщинах плакирующего листа (≥ 30 мм).

В качестве прототипа предлагаемого выбран способ получения плоских биметаллических титаностальных заготовок (патент РФ №2211125, МПК B23K 20/08, публ. 10.10.2001), в котором неподвижную пластину устанавливают на жестком основании. С зазором относительно нее и с нависанием по периметру неподвижной пластины располагают метаемую пластину. Размещают на ней заряд взрывчатого вещества (ВВ) и инициируют его.

К недостаткам прототипа относятся недостаточно высокое качество сварного шва при больших толщинах плакирующего листа (≥ 30 мм).

Задачей авторов изобретения является разработка простого эффективного способа сварки крупнотолщинных листов металов, с получением прочного без пустот сварного соединения при одновременном снижении бризантности применяемых масс ВВ.

Новый технический результат при использовании предлагаемого изобретения заключается в обеспечении в процессе сварки крупнотолщинных листов металов качественного прочного сплошного без пустот сварного соединения при одновременном снижении бризантности применяемых масс ВВ.

Указанные задача и новый технический результат обеспечивается тем, что в способе сварки взрывом крупнотолщинных металлических листов, включающем подготовку образцов из разнородных металлов, сборку пакета из металлических образцов и из материала взрывчатого вещества (ВВ), последующее инициирование детонации ВВ и сварку взрывом, согласно изобретению образец из металла меньшей толщины разделяют, по меньшей мере, на два или более фрагментов вдоль площади соприкосновения деталей, затем осуществляют сборку последовательно образца из исходного металла и первого фрагмента металла меньшей толщины, которые сваривают между собой, а затем оставшиеся фрагменты последовательно приваривают по площади соприкосновения к первому фрагменту металла, при этом сборку помещают предварительно в разборную, разрушаемую в процессе взрыва ВВ, матрицу, поверх сборки со стороны сначала первого фрагмента размещают заряд взрывчатого порошкообразного вещества (ВВ) с заданной величиной деформирующего импульса, помещаемого в ограничительный корпус, инициируют заряд ВВ, затем последующих фрагментов, осуществляют сварку взрывом с получением биметаллической цельной детали, при этом, величину импульса деформации каждой порции заряда ВВ расчитывают в зависимости от толщины соответствующего присоединяемого фрагмента, сборку пакета из последовательно соединяемых фрагментов проводят до достижения заданной толщины биметаллической детали, инициируют детонацию очередного заряда ВВ, чередуя присоединение последующего фрагмента металла и слоя ВВ со сваркой взрывом.

Предлагаемый способ поясняется следующим образом.

Первоначально проводят подготовку образцов из разнородных металлов и выбирают соответствующие материалы и операции для разных пар соединяемых металлов. На фиг. 1 изображен собранный пакет из соединяемых фрагментов сборки, где 1 пластина большей толщины. Пластину (2) меньшей толщины разделяют на фрагменты (два или более) вдоль плоскости приваривания и помещают в обойму 4, предназначенную для исключения отрицательного воздействия боковых волн разгрузки. Собранный пакет изображен на фиг. 1. Затем берут навеску ВВ (3) (аммонит), массу ВВ расчитывают в соответствии с толщиной плакирующего слоя.

После чего собирают пакет из выбранных металлических листов. Инициируют скользящую детонацию слоя ВВ и последовательно производят взрывное соединение листов.

Полученные сваркой взрывом детали направляют на контрольные испытания на качество сварного шва.

Неразрушаемый метод контроля (ультразвуковая диагностика методом на основании общих принципов EN583-1).

Разрушаемый метод контроля. Контрольный фрагмент биметаллической детали подвергается испытанию прочности на разрыв (подготавливаются образцы по ГОСТ 1497 и испытываются на установке типа INSTRON).

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет в процессе сварки крупнотолщинных листов металов достигнуть качественного прочного сплошного без пустот сварного соединения при одновременном снижении бризантности применяемых масс ВВ.

Возможность промышленной реализации предлагаемого изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1. В лабораторных условиях предлагаемый способ опробован на опытном образце (макете) для листов из нержавеющей стали и бронзы.

Требуемые толщины биметалла: нержавеющая сталь 60 мм; бронза 30 мм. Габариты заготовки из бронзы 300×90×30 мм.

Предварительно лист меньшей толщины (бронза) разделяют на три фрагмента вдоль плоскости приваривания. Толщина каждого фрагмента составила 9,5 мм.

Последовательность операций:

1- пластина большей толщины из нержавеющей стали; 2 - пластина меньшей толщины из бронзы; 3 - заряд порошковогоВВ; 4 - обойма из стали.

На фиг. 2 - показана последовательность операций при сварке взрывом листа 2 из бронзы с листом 1 из нержавеющей стали.

Крупнотолщинный стальной лист устанавливается на выровненную песчанную подушку. Между метаемой и неподвижной листами посредством стоек - уголков выдерживается технологический зазор (5 мм) (фрагмет метаемого листа помещается в обойму).

Предназначение обоймы - исключить отрицательное воздействие боковых волн разгрузки на процесс сварки взрывом и качество сварного шва. На фиг. 3 представлена схема размещения пластины из бронзы в обойме, где пластина из бронзы 2 в обойме 4.

На поверхности метаемого листа размещается контейнер (коробка) из картона, в которую засыпается порошковое ВВ (аммонит АТ-3; АТ-2), толщина слоя ВВ 75 мм. Иницируется порошковое ВВ по одной линии при помощи доролнительного заряда бризантного ВВ в виде прутка ∅ 3 мм.

После подрыва и соударения (сварки взрывом) поверхность метаемого листа очищается от следов продуктов взрыва (ПВ) и других загрязнений. Над ней через технологический зазор устанавливается обойма с вторым метаемым листом и контейнер с порошковым ВВ. Процесс (взрывное нагружение) повторяется. Повторение может быть выполнено несколько (сколь угодно) раз, пока не будет достигнута требуемая толщина биметаллической детали.

В примере конкретного исполнения было выполнено три подрыва (три сварки взрывом). Макро и микрофотографии заготовки приведены на рисунках 4, 5.

На фиг. 4 приведена фотография контактной границы SS-Br и двух контактных границ Br-Br. На фотографии показан вид макрошлифа контактных границ SS-Br, Br-Br, Br-Br.

На фиг. 5 - приведена фотография микрошлифа контактной границы SS-Br, увеличенох200. Испытания на прочность показали, что разрыв произошел по бронзе. Прочность сварного шва бронза-сталь и сварных швов бронза-бронза выше.

На фиг. 6 приведена фотография образцов после испытания на разрыв.

Способ получения биметаллической детали из двух толстолистовых заготовок сваркой взрывом, включающий подготовку толстолистовых заготовок из разнородных металлов, сборку пакета из металлических заготовок с размещением взрывчатого вещества (ВВ), последующее инициирование детонации ВВ и сварку взрывом упомянутых заготовок, отличающийся тем, что листовую заготовку из бронзы толщиной не менее 30 мм разделяют по меньшей мере на два фрагмента вдоль площади их соприкосновения, осуществляют сборку пакета из листовой заготовки из нержавеющей стали толщиной не менее 60 мм и первого фрагмента листовой заготовки из бронзы, укладывают порцию порошкообразного ВВ с расчетной величиной деформирующего импульса на поверхность первого фрагмента и осуществляют его приварку, затем последовательно приваривают сваркой взрывом по площади соприкосновения второй и последующий фрагменты листовой заготовки из бронзы до получения биметаллической цельной детали требуемой толщины, при этом перед сваркой пакет помещают в разборную разрушаемую в процессе взрыва стальную матрицу, каждую порцию ВВ помещают в ограничительный корпус, а величину деформирующего импульса каждой порции ВВ рассчитывают в зависимости от толщины соответствующего присоединяемого фрагмента.
СПОСОБ СВАРКИ ВЗРЫВОМ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛИСТОВ
СПОСОБ СВАРКИ ВЗРЫВОМ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛИСТОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 111-120 из 796.
13.01.2017
№217.015.808d

Устройство для охранной сигнализации

Изобретение относится к сигнальным устройствам и может быть использовано для охраны помещений и объектов различного назначения. Устройство для охранной сигнализации содержит корпус, подпружиненный относительно корпуса подвижный элемент, магнитоэлектрический генератор, вал которого во взведенном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602227
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.81ec

Источник металлической плазмы (варианты)

Изобретение относится к источникам металлической плазмы (варианты) и может быть использовано для нанесения защитных, упрочняющих и декоративных покрытий методом катодного распыления на внутренние поверхности изделий, в частности на внутренние поверхности тел вращения, как открытых, так и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601725
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8237

Способ диагностики импульсного сильноточного релятивистского пучка электронов в тракте линейного индукционного ускорителя

Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к способам диагностики проводки импульсных сильноточных релятивистских пучков электронов (ИСРПЭ) в мощных линейных ускорителях. Способ диагностики импульсного сильноточного релятивистского пучка электронов в тракте линейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601772
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8298

Зарядное устройство емкостного накопителя энергии

Изобретение относится к зарядным устройствам емкостных накопителей энергии и может быть использовано в высоковольтных электрофизических установках большой мощности с высоким уровнем накапливаемой энергии. В зарядное устройство емкостного накопителя энергии, содержащее входной трехфазный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601437
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.82ae

Резонансный генератор импульсов

Использование: для питания импульсных источников света, искровых камер, лазеров и ускорителей. Сущность изобретения заключается в том, что первая ступень умножения состоит из первого накопительного конденсатора, первого дросселя, общего коммутатора и внешнего накопительного конденсатора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601510
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.82f2

Способ наведения излучения многоканального лазера в заданные точки мишени и комплекс для его осуществления

Способ наведения излучения многоканального лазера в заданные точки мишени и комплекс для его осуществления основаны на использовании одних и тех же шести датчиков, установленных вокруг мишенной камеры попарно напротив друг друга. При этом четыре датчика размещены в экваториальной плоскости МК,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601505
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.866c

Способ гиперскоростного метания металлического элемента и кумулятивное метающее устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области экспериментальном физики. Способ гиперскоростного метания металлического элемента, закрепленного со стороны свободного торца осесимметричного трубчатого заряда взрывчатого вещества (ВВ), противоположного устройству инициирования заряда, включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603660
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.866e

Гольмиевый лазер для накачки параметрического генератора света

В гольмиевом лазере для накачки параметрического генератора света, включающем источник накачки и размещенные в двухпроходном оптическом резонаторе активный элемент, модулятор добротности, выполненный из материала с кристаллической структурой, новым является то, что модулятор добротности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603336
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.8675

Система термостабилизации приборного отсека космического аппарата

Изобретение относится к космической технике и может использоваться в системах терморегулирования приборных отсеков. Система термостабилизации приборного отсека космического аппарата включает радиатор-излучатель и тепловые трубы. Радиатор-излучатель выполнен в виде цилиндрического экрана с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603690
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.8678

Способ формирования гиперскоростного металлического компактного элемента и кумулятивное метающее устройство для его осуществления (варианты)

Изобретения относятся к области экспериментальной физики и могут быть использованы при исследовании высокоскоростного взаимодействия тел. Способ включает инициирование осесимметричного трубчатого заряда взрывчатого вещества (ВВ), формирование под воздействием маховской ударной волны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603684
Дата охранного документа: 27.11.2016
Показаны записи 11-19 из 19.
27.04.2016
№216.015.37e4

Способ получения тонкослойных зарядов взрывчатых веществ

Изобретение относится к способу получения зарядов взрывчатых веществ и может быть использовано для получения тонкослойных зарядов из ВВ для различных целей: систем передачи детонации, устройств взрывной логики и др. Способ получения тонкослойных зарядов взрывчатых веществ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582705
Дата охранного документа: 27.04.2016
25.08.2017
№217.015.be34

Способ получения смесевого пластичного взрывчатого вещества

Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ и может быть использовано для получения пластичных ВВ с уменьшенными критическими размерами детонации, применяющихся для изготовления малогабаритных взрывных устройств различного назначения. Описан способ получения смесевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616729
Дата охранного документа: 18.04.2017
26.08.2017
№217.015.da46

Способ определения параметров взрывчатого превращения

Изобретение относится к области исследования реакционной способности взрывчатых веществ (ВВ) с помощью воздействия тепловых средств, а именно определения времени до начала самоподдерживающейся реакции и может быть использовано для определения прямым экспериментальным путем критических условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623827
Дата охранного документа: 29.06.2017
18.05.2019
№219.017.5728

Смесевое взрывчатое вещество

Изобретение относится к взрывчатым веществам (ВВ). Предложено смесевое ВВ для сварки взрывом, содержащее порошкообразный ТЭН или октоген, или гексоген (30-70 об.%) и наполнитель в виде бикарбоната натрия (остальное). Изобретение обеспечивает качественную сварку взрывом тонколистовых изделий или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002384551
Дата охранного документа: 20.03.2010
18.05.2019
№219.017.5732

Взрывное устройство для динамического нагружения

Изобретение относится к исследованиям поведения веществ при динамическом воздействии на них и может быть использовано в любой области техники. Взрывное устройство для динамического нагружения содержит основной заряд взрывчатого вещества, который выполнен многослойным, ударник и узел...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002383880
Дата охранного документа: 10.03.2010
29.05.2019
№219.017.65fd

Взрывной пьезогенератор

Пьезогенератор предназначен для использования в сильноточной импульсной технике в качестве исполнительного механизма в системах однократного действия. Пьезогенератор содержит устройство инициирования, генератор ударной волны в виде монолитного тела с зарядом в виде слоя взрывчатого вещества и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002313891
Дата охранного документа: 27.12.2007
09.06.2019
№219.017.7c0c

Способ определения асимметрии движущейся поверхности

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению параметров движущихся поверхностей. Инициируют заряд взрывчатого вещества с помощью линзы или детонационного распределителя по поверхности, которую разгоняют продукты взрыва до скорости, вызывающей свечение ударной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002364834
Дата охранного документа: 20.08.2009
20.06.2019
№219.017.8d3a

Способ получения соединения антифрикционного сплава со сталью сваркой взрывом

Изобретение может найти применение при изготовлении многослойной конструкции подшипников скольжения, в частности, состоящих из стального основания и плакирующего слоя из антифрикционного сплава бронзы, содержащей свинец, например оловянно-свинцовой бронзы. Устанавливают пластину из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692009
Дата охранного документа: 19.06.2019
31.07.2019
№219.017.ba52

Способ спектрометрического анализа газообразных продуктов разложения взрывчатых веществ

Данное изобретение относится к области методов анализа механизмов поведения взрывчатых веществ (ВВ) при термических воздействиях и может быть использовано для исследования продуктов терморазложения ВВ. Сущность изобретения заключается в том, что в отличие от известного способа анализа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695954
Дата охранного документа: 29.07.2019
+ добавить свой РИД