Контрольная работа: Плакирование металлов

Методы отливки биметаллических заготовок не могут дать желаемых результатов, если при соединении двух металлов на границе будут возникать легкоплавкие эвтектики или хрупкие интерметаллидные соединения. Метод заливки нельзя применят, если температура плавления плакирующего металла значительно ниже, чем у основного.

Толщина плакирующего слоя должна быть не ниже 2,5-5% от толщины заготовки; иначе не произойдет заполнение плакирующим металлом узкой щели между изложницей и основным металлом.

Плакирование взрывом

Сварка взрывом позволяет производить плакирование как плоских так и цилиндрических поверхностей.

Схема сварки плоских поверхностей представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема сварки плоских поверхностей

На жесткое основание 5 устанавливают одну из свариваемых пластин 4, вторую пластину 3 помещают над первой на расстоянии h от её поверхности. На всю поверхность пластины 3 укладывают заряд 2 взрывчатого вещества (в дальнейшем ВВ) слоем одинаковой толщины Н. заряд взрывают при помощи детонатора 1, находящегося в одном из концов или углов пластины 3, в качестве ВВ используют гранулированные аммониты и гранулиты, имеющие плотность около 1,0 г/см3 и скорость детонации D порядка 3-4 тыс. метров в секунду. Заряды ВВ взрывают при помощи электродетонаторов.

После инициирования заряда ВВ детонатором 1 вдоль слоя ВВ распространяется детонационная волна. Позади фронта детонационной волны образуются продукты взрыва, которые в течении короткого промежутка времени по инерции сохраняют прежний объём, находясь под давлением 100-200 тыс. атмосфер, а затем со скоростью 0,5-0,75 D разлетаются в стороны по нормалям к свободным поверхностям заряда. При этом они сообщают находящемуся за фронтом детонации участку металла импульс, под действием которого его элементарные объемы последовательно с ускорением движутся к поверхности неподвижной части металла и со скоростью ν соудоряются с ней.

При установленном процессе сварки метаемая пластина на некоторой длине дважды перегибается и, если соединяемые поверхности перед сваркой были установлены параллельно относительно друг друга, её наклонный участок со скоростью νк ,равной D движется за фронтом детонационной волны, а участок, на котором на котором находится непродетонированная часть заряда ВВ, под действием сил инерции остаётся в исходном состоянии (рис.4) соударение свариваемых металлов, происходящее под некоторым углом γ, вызывает сильное давление в десятки тысяч атмосфер.

Рисунок 4. Схема установившегося процесса соударения

свариваемых пластин

В местах прикосновения пластин появляется тангенциальная составляющая скорости соударения в направлении движения фронта детонационной волны, вследствие этого происходит совместное деформирование поверхностных слоёв свариваемых листов. Такое деформирование имеет характер вязкого течения и способствует тесному сближению свариваемых поверхностей.

Профиль деформированной зоны металлов образующемся сварном соединении, обычно имеет волнообразный вид (рис.5) окисные пленки и другие поверхностные загрязнения дробятся и рассредотачиваются со слоями деформирующегося металла и частично уносятся в виде тонкой пыли под действием кумулятивного эффекта.

Рисунок 5 . Микрофотография поверхностей сварки латуни (сверху), меди (в середине) и стали (внизу)

Исследования показали, что при сварке взрывом отсутствует зона, состоящая из смеси соединяемых металлов. При сварке взрывом происходит образование металлических связей по дислокационному механизму. Активация процесса образования металлических связей связанна с интенсивностью совместной пластической деформации поверхностных слоев свариваемого металла, которая определяется скоростью распространения пластической деформации, и её величиной, а также величиной давления, развивающегося в зоне соударения.

Кроме плакирования пластин сварка взрывом позволяет плакировать Стержней и труб, внутренних поверхностей цилиндров. При плакировании стержней трубу1 (рисунок 6,а) устанавливают с зазором на стержень 2.

А В

Рисунок 6 - Схема плакирования взрывом стержня (а) и внутренней поверхности трубы (б)

Внутреннюю поверхность трубы и наружную поверхность стержня механически обрабатывают и обезжиривают. На наружную поверхность трубы помещают заряд ВВ 3, инициирование которого делают по всему сечению одновременно так, чтоб взрыв распределился по заряду нормально его оси. Для создания такого фронта используют конус из ВВ с детонатором 4 в его вершине. Для изоляции зазора от продуктов детонации и центрирования трубы относительно стержня в верхней его части устанавливают конус 5. В случае плакирования трубных заготовок в середину их устанавливается стержень 2. Толщина трубы, которая плакируется, может быть от 0,5 до 15 мм, а диаметр теоретически не ограничивается.

При плакировании внутренних поверхностей используется схема изображенная на рисунке 6,б. Она предусматривает размещение плакируемой трубы в середине массивной матрицы 2. В середину трубы 1 с зазором устанавливается плакировочная труба 3 с зарядом ВВ.

При внутреннем плакировании крупногабаритных труб и цилиндрических изделий ответственного назначения место массивной матрицы используют дополнительный заряд, размещенный на наружной стороне плакируемого цилиндра, который взрывается одновременно с внутренним зарядом.

Литература

1. В.К.Король, М.С.Гильденгорн «основы, технологии производства многослойных металлов» издательство «Металлургия», 1970, 236с.

2. Г.А.Николаев, Н.А.Ольшанский «Специальные методы сварки» изд. Москва «Машиностроение», 1975, 232с. С ил.

3. Нанесення покриття. Конспект лекцій для студентів спеціальності 6.092300 «Технологія та устаткування зварювання». \Укл.: Новомлінець О.О., Кислинський С.Є. – Чернігів: ЧДТУ, 2005. – 94с.