ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СВАРКИ ВЗРЫВОМ И СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОМПОЗИТОВ СТАЛЬ – ТОЛСТОЛИСТОВОЙ АЛЮМИНИЙ: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.03.009

Юрий Петрович  Бесшапошников; Белла Александровна  Гринберг; Марк Сергеевич  Пушкин; Алексей Владимирович  Иноземцев; Александр Михайлович  Пацелов

Авторы

Юрий Петрович Бесшапошников ООО «Протол», пер. Автоматики 3/1, 620049, Екатеринбург, Россия
Белла Александровна Гринберг Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, ул. С. Ковалевской, 18, 620108, Екатеринбург, Россия https://orcid.org/0000-0002-4803-5750
Марк Сергеевич Пушкин Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, ул. С. Ковалевской, 18, 620108, Екатеринбург, Россия; Уральский федеральный университет им. Первого Президента России Б. Н. Ельцина, ул. Мира, 2, 620002, Екатеринбург, Россия https://orcid.org/0000-0003-1346-6494
Алексей Владимирович Иноземцев Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, ул. С. Ковалевской, 18, 620108, Екатеринбург, Россия https://orcid.org/0000-0002-1737-6050
Александр Михайлович Пацелов Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, ул. С. Ковалевской, 18, 620108, Екатеринбург, Россия https://orcid.org/0000-0001-6438-0725

Ключевые слова:

сварка взрывом, критерии свариваемости, микроструктура шва, интерметаллиды, прочность

Аннотация

Современное производство биметаллических материалов широко использует среди прочих такой метод их получения как сварка взрывом. Особенно эффективно он используется для создания слоистых композитов из разнородных металлов, когда традиционные способы сварки (соединения) не работают из-за большой разницы в теплофизических и механических свойствах. В некоторых современных производствах требуются биметаллические соединения листов стали с большей, чем при плакировке толщиной алюминия. Однако при увеличении толщины метаемой (алюминиевой) пластины происходит и увеличение кинетической энергии отрыва, которая приводит к образованию микротрещин, а, следовательно, и к снижению прочности соединения. Проведены экспериментальные исследования серии биметаллических композитов сталь – алюминий, полученных сваркой взрывом при различных значениях толщины метаемой (алюминиевой) пластины, схем и параметров сварки. Обнаружена ограниченность влияния таких энергетических критериев успешности сварки как величина потерь кинетической энергии, а также энергия пластической деформации на принципиальную возможность получения качественного сварного соединения сталь – толстолистовой алюминий. На основе анализа стандартных критериев свариваемости, микроструктуры и фазового состава контактной области, а также механических свойств полученных сварных соединений, высказано предположение о критической роли давления остаточных продуктов детонации. Показана практическая возможность получения сваркой взрывом композиционного материала толстолистовой алюминий – сталь с прочностью соединения на отрыв плакирующего слоя более 100 МПа.