автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Исследование условий формирования соединения при сварке взрывом крупногабаритных заготовок коррозионно-стойкого биметалла и разработка технологии их изготовления

СИЛЬЧЕНКО Тимур Шеримович

ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЯ ПРИ СВАРКЕ ВЗРЫВОМ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЗАГОТОВОК КОРРОЗИОННО-СТОЙКОГО БИМЕТАЛЛА И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Специальность 05.03.06 Технологии и машины сварочного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

5

Волгоград - 2008

003454436

Работа выполнена на кафедре «Оборудование и технология сварочного производства» Волгоградского государственного технического университета

Научный руководитель заслуженный деятель науки РФ,

д-р техн. наук, проф. ЛЫСАК Владимир Ильич

Официальные оппоненты' д-р гехн. наук, проф.

ОРЕШКИН Владимир Дмитриевич

д-р. техн. наук, доц. ШМОРГУН Виктор Георгиевич

Ведущее предприятие ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей»,

г. Санкт-Петербург

Защита состоится "25" декабря 2008 г в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.02 в Волгоградской государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград-131, пр. Ленина, д.28, зал заседаний ученого сове га (ауд.210).

С диссершцией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета

Автореферат разослан ноября 2008 г.

Ученый секретарь /

диссертационного совета Д-р**» • " Кузьмин С.В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационного исследования. Интенсивное развитие нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей отечественной промышленности предопределило рост потребностей в композиционных материалах, сочетающих в себе высокую стойкость в коррозионно-активпых средах, гарантированно высокие механические свойства и сравнительно низкие цены.

Свариваемые взрывом биметаллические листы и плиты с основой из малоуглеродистой низколегированной (в том числе, теплоустойчивой) стали с коррозионно-стойким слоем (стали ферритного или аустенитного класса, латуни и др.) как никакие другие материалы наилучшим образом удовлетворяют этим требованиям, а плакирование крупногабаритных заготовок корпусов и трубных досок нефтегазохимических аппаратов и теплообменного оборудования является одним из самых эффективных практических приложений сварки взрывом, поскольку этот уникальный процесс теоретически не накладывает каких-либо офаничений на конечные размеры биметалла. Тем не менее, на практике при плакировании взрывом крупногабаритных пластин практически всегда наблюдается изменение свойств соединения по ,(лине свариваемых заготовок, проявляющееся в увеличении размеров волн и количества оплавленного металла, что в ряде случаев приводит к существенному снижению прочностных свойств биметалла вплоть до появления сплошных расслоений.

На это негативного явление, известное еще с 1960-х годов, было обращено внимание таких исследователей, как Седых В С, Кривенцов А //., Лысак В И, Кудинов В М, Коротеев А Я, Трыков ЮП, Первухин Л Б, Пай В.В , Ишуткин С.Н., Цемахо-вич БД., Конон 10 А , Кузьмин С В , Захаренко И Д, Бердыченко А А , Ватник Л Е, Crossland В , Williams JD., Richter U и др , которыми выдвигался ряд гипотез с попытками объяснить нарушение стабильности формирования соединений при сварке взрывом крупногабаритных заготовок. Однако авторы большинства работ в подтверждение этих гипотез приводят лишь резулыаты единичных экспериментов или ieope-тических расчетов. Вместе с тем, до сих пор открытым остается вопрос о влиянии схем и параметров режима сварки на особенности нарушения геометрии взаимно! о расположения свариваемых взрывом элементов перед фронтом детонации и эффекта предварительного подогрева соударяющихся поверхности. Предлагаемые в отечественных и зарубежных исследованиях технологические приемы по стабилизации структуры и свойств зоны соединения в пределах всей площади крупногабаритных биметаллических заготовок низкотехнологичны и значительно увеличивают производственные затраты.

Организация промышленного производства высококачественного и экономически выгодного крупногабаритного коррозионно-стойкого биметалла требует более глубокого и детального изучения причин и особенностей нестационарности процесса

Автор выражает глубокую благодарность доктору технических наук, профессору С. В Кузьмину за участие в формировании направления работы и неоценимую помощь в анализе результатов исследований

плакирования взрывом для разработки новых научно обоснованных технологических приемов по стабилизации структуры и свойств зоны соединения в пределах всей площади изготавливаемого биметалла.

Актуальность выбранной темы диссертационного исследования подтверждается выполнением ее в рамках федеральных целевых научно-технических программ «Прикладные исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники», «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007 - 2012 годы» и др.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является повышение стабильности структуры и свойств свариваемого взрывом крупногабаритного коррозионно-стойкого биметалла на основе исследования причин и особенностей нестационарности процесса плакирования длинномерных пластин и разработки соответствующих рекомендаций и технологических мероприятий.

Для достижения цели в диссертационной работе поставлены и решены задачи, к основным из которых отнесены:

1. Разработка методики экспериментальной регистрации и оценки вертикальных перемещений сечений свариваемых взрывом металлических пластин перед фронтом детонации под непродетонировавшим зарядом ВВ.

2. Исследование особенностей нарушения геометрии взаимного расположения длинномерных заготовок перед фронтом детонации в зависимости от условий взрывною нагружения метаемой пластины.

3 Исследование изменения температуры предварительного подогрева соударяющихся поверхностей перед линией контакта по мере удаления от начала сварки.

4 Разработка научно обоснованных рекомендаций по стабилизации структуры и свойств зоны соединения в пределах всей площади крупногабаришых биметаллических заготовок и создание технологических процессов изготовления сваркой взрывом биметалла для корпусов и трубных досок нефтегазохимических аппаратов и теп-лообменного оборудования.

Научная новизна состоит в раскрытии основных причин, приводящих к увеличению в зоне соединения размеров волн и количества оплавленного металла по длине плакированных взрывом крупногабаритных заготовок и выявлении закономерностей изменения перед фронтом детонации профиля метаемой длинномерной пластины в зависимости от условий взрывного нагружения последней.

С использованием разработанной методики установлено, что в процессе метания длинномерной металлической пластины ее сечения, расположенные перед фронтом детонации заряда ВВ, совершают вертикальные перемещения. Показано, что расстояние между этими сечениями и фронтом детонации достигает максимальных значений при метании тонких пластин зарядами ВВ с относительно низкой скоростью детонации; с увеличением толщины метаемого элемента, равно как и скорости детонации, это расстояние сокращается и при О> 3500 ... 3600 м/с вертикальные перемещения сечений перед фронтом детонации не наблюдаются

Теоретически показано и экспериментально подтверждено, что при воздействии на метаемую пластину импульса силы, перемещающегося со скоростью детонации, в ней (пластине) возникают возмущения (колебания), являющиеся результатом действия инерционных сил ударно-волнового происхождения, которые в совокупности с воздействием ударно-сжатого воздуха, находящегося в сварочном зазоре, способны трансформировать изначально плоско-параллельную схему сварки взрывом в угловую, что приводит к нестабильности структуры и свойств крупногабаритных биметаллических заготовок.

Экспериментально установлено, что температура поверхностей свариваемых элементов, находящихся перед точкой контакта, по мере удаления от места инициирования заряда ВВ увеличивается в несколько раз, способствуя росту количества оплавленного металла в зоне соединения на конечных участках сваренных взрывом крупногабаритных заготовок.

Методы исследования. Исследование причин изменения структуры и свойств зоны соединения по длине сваренных взрывом биметаллических заготовок осуществлялось на базе специально разработанной методики, усовершенствованного реостатного, а также термопарного методов с использованием измерительно-регистрационного комплекса, оснащенного современной высокоточной электронной аппаратурой: осциллографами С9-8, Иике 124, 005-820С, электронно-счетными частотомерами 43-63 и стабилизированными источниками питания. Изучение микроструктуры проводили с помощью инвертированного микроскопа «АхюуеП» 40 МАТ. Расчет параметров соударения свариваемых элементов и математическая обработка полученных результатов осуществлялись с помощью общепринятых математических моделей и специализированных пакетов прикладных программ.

Практическая значимость. Проведенные исследования позволили сформулировать научно обоснованные рекомендации и разработать ряд эффективных технологических мероприятий по стабилизации структуры и свойств зоны соединения в пределах всей площади сваренного взрывом крупногабаритного биметалла, что послужило основой созданных технологических процессов изготовления с помощью сварки взрывом высококачественных крупногабаритных биметаллических заготовок для предприятий нефтегазохимического аппаратостроения, соответствующих по всем показателям нулевому классу качества по ГОСТ 10885.

Для ОАО «Волгограднефтемаш» и ОАО «Тамбовский завод «Комсомолец» им Н. С. Артёмова» разработаны технологические процессы изготовления сваркой взрывом крупногабаритных биметаллических заготовок, являющихся основными материалами для изготовления корпусов и трубных решеток теплообменной аппаратуры. Внедрение опытных партий биметалла на указанных предприятиях позволило получить в 2006 г. экономический эффект в размере более 10 млн. руб. Доля автора в экономическом эффекте составляет 30%.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на 4-х международных конференциях и симпозиумах (2006 - г. Черноголовка; 2004, 2007

- г. Волгоград; 2008 - г. Лиссе, Нидерланды), всероссийской с международным участием конференции (2004 - г. Пермь), региональной конференции молодых исследователей (2007 - г. Волгоград), а также на ежегодных научно-технических конференциях и научных семинарах ВолгГТУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 статьи в российских периодических рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 статьи в рецензируемых международных журналах, 6 статей в сборниках трудов международных научно-технических конференций, 2 тезиса докладов на всероссийских и региональной конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературных источников и приложения, содержит 155 страниц машинописного текста, 92 рисунка, 10 таблиц. Список использованной литературы включает 139 наименований. В приложении содержатся копии актов внедрения крупногабаритных биметаллических заготовок корпусов и трубных досок тепло-обменной аппаратуры.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационного исследования, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, перечислены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены основные схемы и параметры сварки взрывом, влияние последних на свойства сварных соединений, а также особенности плакирования взрывом крупногабаритных заготовок.

Сварка взрывом теоретически не накладывает каких-либо ограничений на конечные размеры заготовок, предоставляя возможность изготовления биметалла теоретически неограниченной площади, поскольку поддержание на постоянном уровне в пределах всей площади сварки всех параметров процесса, на первый взгляд, должно автоматически вести к обеспечению стабильности свойств получаемого соединения. Тем не менее, многолетняя практика показывает, что при плакировании взрывом крупногабаритных пластин наблюдается изменение свойств соединения по длине свариваемых заготовок, проявляющееся в увеличении на границе раздела слоев размеров волн и количества оплавленного металла и приводящее в ряде случаев к существенному снижению прочностных свойств биметалла.

Существующие представления позволяют объяснить это явление, по крайней мере, тремя причинами: форсированием кинематических параметров процесса сварки взрывом вследствие возрастания скорости детонации D по длине заряда ВВ (Седых B.C., Кривенцов А.Н., Ватник JI.E., Пай В,В., Чернухин В.И., Бесшапошников Ю.П.); воздействием высокотемпературного потока частиц кумулятивного происхождения на соединяемые поверхности пластин перед линией контакта (Ишуткин С.Н., Кирко

В.И., Симонов B.A., Захаренко И. Д.); нарушением геометрии соударения свариваемых пластин вследствие вертикальных перемещений сечений метаемой пластины, расположенных впереди точки контакта под еще непродетонировавшим зарядом ВВ (Куди-нов В. М, Коротеев А.Я., Трыков Ю.П., Цемахович Б.Д., Гельман A.C., Захаренко ИД ). В поддержку выдвигаемых гипотез в работах приводятся либо расчетные данные, либо результаты отдельных единичных экспериментов. Систематических исследований, способных выявить наиболее вероятные причины изменения структуры и свойств в пределах площади сваренных взрывом крупногабаритных биметаллических заготовок, не проводилось.

Технологические приемы по стабилизации свойств зоны соединения в пределах всей площади крупногабаритных плакированных взрывом заготовок, предлагаемые в работах Седых B.C., Кривенцова А.Н., Кудинова В. М., Коротеева А. Я., Лысака В.И., Первухина Л.Б., Кузьмина C.B., Шморгуна В.Г., Захаренко И. Д., Бердыченко A.A., Ватника ЛЕ., Пронина В.А., Долгого Ю.Г., Crossland В., Williams J.D., Richter U., Roth J.F. и др., являются недостаточно эффективными либо весьма трудоемкими, дорогостоящими и, как следствие, неприменимыми при массовом производстве биметалла Поэтому постановка задачи разработки научно обоснованных рекомендаций и технологических мероприятий, обеспечивающих получение высококачественных крупногабаритных биметаллических пластин, на основе выявления причин и особенностей нестационарности процесса плакирования взрывом длинномерных свариваемых заготовок представляется актуальной.

Таким образом, несмотря на значительные достижения в познании сложного процесса сварки взрывом, вопросы о причинах увеличения размеров волн и количества оплавленного металла по длине свариваемых пластин, а также установлении взаимосвязей между условиями взрывного нагружения и особенностями нестационарности процесса, остаются недостаточно изученными, что приводит к росту материальных и трудовых затрат при изготовлении крупногабаритных биметаллических заготовок. Это послужило основой для проведения научных изысканий в рамках сформулированных в работе цели и задач исследования.

Во второй главе в соответствии с поставленной целью и задачами исследования проанализированы физико-механические свойства материалов, применяемых для изготовления крупногабаритных биметаллических заготовок корпусов и трубных досок нефтегазохимических аппаратов. Показано, что в экспериментальных исследованиях наиболее рационально использовать взрывчатую смесь аммонит бЖВ+кварцевый песок как не уступающую традиционной смеси аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой по технологическим свойствам, но более дешевую. Для достоверного выявления причин нестабильности структуры и свойств зоны соединения крупногабаритных биметаллических заготовок обоснован выбор экспериментальных методов, позволяющих контролировать параметры режима сварки взрывом, оценивать изменение температуры соударяющихся поверхностей по длине свариваемых за-

готовок, исследовать структуру и свойства зоны сварки, а также оценивать сплошности соединения слоев крупногабаритных биметаллических заготовок.

Для экспериментальной регистрации и исследования особенностей вертикальных перемещений сечений метаемой металлической пластины перед фронтом детонации при сварке взрывом была разработана оригинальная методика, основывающаяся на регистрации момента времени закорачивания специального контактного датчика-иглы на поверхность металлической (метаемой или неподвижной) пластины, установленного от последней на некотором расстоянии А.

Рис. 1. Принципиальная схема измерения вертикальных перемещений пластин при сварке

взрывом:

1 - электродетонатор; 2 - заряд ВВ; Зи4- соответственно метаемая и неподвижная пластины; 5 -электроконтактные датчики; б - контактные датчики перемещения; БФПИ - блок формирования прямоугольных импульсов; ОСЦ — цифровой запоминающий осциллограф (С9-8, С05-820С); ЧМ -

электронный частотомер 43-63

Суть методики (рис. 1) заключалась в следующем. В выбранном для исследования сечении свариваемого взрывом пакета (на некотором расстоянии хи от начала метаемой пластины) над верхней 3 и под нижней 4 пластинами с зазором Д соосно друг с другом размещали контактные датчики перемещения б (заточенные на конус медные стержни диаметром 2 мм). Эти датчики коммутировали через блок формирования прямоугольных импульсов БФПИ на входы осциллографов ОСЦ, запуск которых осуществлялся первым контактным датчиком 5, расположенным в начале пластины и срабатывающим при прохождении над ним фронта детонации. Это позволяло синхронизировать развертки осциллографов с перемещением фронта детонации по поверхности метаемой пластины. Среднюю скорость детонации £) заряда ВВ 2 определяли электроконтактным методом при помощи датчиков 5 и частотомеров ЧМ. Таким образом, зная величину £) и время срабатывания (закорачивания) датчиков б, несложно для любого момента времени определить положение фронта детонации, а, сопоставив по развертке осциллографа время замыкания датчиков 6, - расстояние перед фронтом детонации, на котором сечения свариваемых пластин пакета перемещаются

вертикально (по крайней мере, на величину Д).

Для наглядности регистрирующая аппаратура настраивалась таким образом, что замыкание контактных датчиков перемещения отображалось на экране осциллографа в виде соответствующих импульсов: при срабатывании верхнего датчика на экране появлялся импульсный П-образный сигнал, при срабатывании нижнего - импульсный и-образный сигнал. Типичная осциллограмма, фиксируемая в опытах, представлена на рис. 2.

Положение фронта детонации в момент времени срабатывания (закорачивания) датчиков вертикального перемещения определяли по осциллограмме, исходя из следующих соображений (рис. 3). При прохождении фронта детонации по заряду ВВ вдоль метаемой пластины последовательно срабатывают контактные датчики 1 и Г , прямоугольный импульс первого из которых (рис. 3, поз. 2) запускает развертку осциллографа и одновременно - частотомер, а импульс второго (рис. 3, поз. 2Г) - останавливает последний, отображая на нем период следования импульсов или, что то же самое, время прохождения фронтом детонации расстояния по заряду (Хт-Х]), необходимое для определения скорости детонации ВВ £>':

0 = х2-хк (1)

где их2- соответственно координаты установки электроконтактных датчиков 1 и Г (рис. 3); и ь - соответственно время срабатывания электроконтактных датчиков 1 и Г.

Затем находили положение фронта детонации хс относительно начала метаемой пластины по формуле

х1}=Х2+{Ги-12)0 = Х2+^^(Х2-Х1), (2)

2 М

где время срабатывания контактного датчика перемещения 4 (рис. 3).

Если координата хв оказывалась меньше хи (положение установки датчика-иглы, см. рис. 1, рис. 3), это однозначно свидетельствовало о том, что исследуемое сечение пластины (метаемой или неподвижной), переместилось в вертикальном направлении, по крайней мере, на фиксированную величину А (рис. 1). При этом согласно рис. 3, несложно определить и расстояние 5 между фронтом детонации и сечением в момент совершения последним перемещения Д

1 В опытах для определения среднего значения скорости детонации использовали, по крайней мере, четыре контактных датчика

Рис 2. Типичная осциллограмма, фиксирующая момент замыкания контактных датчиков перемещения:

импульсы с положительным и отрицательным фронтами на осциллограмме соответствуют моменту замыкания верхнего и нижнего датчиков

Рис. 3. Схема к определению положения фронта детонации в момент срабатывания датчиков перемещения (заряд ВВ условно не показан):

1,1'-контактные датчики; 2, 2'- импульсы, соответствующие времени срабатывания контактных датчиков; 3 - фронт детонации; 4 - датчики перемещения; 5 - импульсы на осциллограмме, соответствующие времени «закорачивания» датчиков перемещения; пунктиром показано исходное положение свариваемых пластин

В противном случае (х0 = хи) можно считать, что вертикального перемещения выбранных сечений не происходило, а верхний датчик-игла срабатывал при ионизации зазора между датчиком и поверхностью метаемой пластины в зоне реакции детонационной волны.

Третья глава посвящена исследованию нарушения геометрии взаимного расположения длинномерных элементов перед фронтом детонации в процессе сварки взрывом.

При помощи программного комплекса моделирования динамики систем твердых и упругих тел (рис. 4), разработанного на кафедре «Высшая математика» ВолгГТУ под руководством проф. A.C. Горобцова, показано, что при действии импульсной нагрузки величиной 104 ... 10б Н на начальном участке металлической пла-

Рнс. 4. Окно задания начальных параметров модели и основной функциональный экран программного комплекса моделирования динамики систем твердых и упругих тел.

На экране и графике представлены результаты моделирования процесса взаимодействия металлической пластины с импульсной нагрузкой .

стины в последней возбуждаются вертикальные и угловые колебания, существенно зависящие от толщины заготовки. Установлено, что при взаимодействии металличе-

-толщмна 6 но длина ни

-толщина 12 ми длина 900 им ■толщина 6 ни длина 1800 мм

12. ОО Э.ОО ».ОО З.ОО О. ОО -Э.ОО -«.ОО -».ОО -12. ОО

О.ОО 0.90 1.«0 2.70 З.Ю 4.10 3.40 &.ЭО 7.20 а.ДОЦО-4

Рис. 5. Вертикальные перемещения правого края пластины под действием бегущей импульсной нагрузки (фронта детонации, распространяющегося со скоростью 0=2150 м/с)

ской пластины с бегущей импульсной нагрузкой (фронтом скользящей детонационной волны) наиболее интенсивные колебания перед точкой контакта возбуждаются в толстой и короткой пластине (рис. 5).

Для экспериментального исследования особенностей вертикальных перемещений сечений метаемой стальной пластины перед фронтом детонации вверх в зависимости от условий взрывного нагружения были проведены серии опытов, часть из которых осуществляли в условиях сварки взрывом1, а в другой части метание пластины происходило при отсутствии неподвижного элемента (нижней пластины).

Результаты экспериментов показали, что при увеличении скорости детонации величина 5 нелинейно уменьшается (рис. 6, кривая 1) от -420 мм при Ук=1550 м/с до нуля при О =3500 ... 3600 м/с. Аналогичным образом происходит изменение 5 и при отсутствии нижней пластины (рис. 6, кривая 2), кроме того установлено, что при постоянной скорости детонации величина 5 изменяется в зависимости от толщины пластины 8 (рис. 7), снижаясь с -450 мм, в случае метания со скоростью детонации

Изначально пластины в пакете устанавливали строго параллельно друг другу, а сварку взрывом производили «в полете»

D =1500 ... 1550 м/с двухмиллиметровой пластины, до ~200мм при толщине пластины 6=9 мм.

Установка датчиков на различных расстояниях Д от поверхности метаемой пластины позволило оценить скорость перемещения выбранных сечений метаемой пластины в вертикальном направлении. Анализ полученных экспериментальных данных показал, что средняя скорость перемещения в зависимости от условий проведения опытов изменяется от сотен м/с в случае метания пластин толщиной 9 мм, а при уменьшении толщины пластины до 2 мм - до тысяч м/с.

По результатам опытов, в

S, мм 450

300

150

2

1

1500 2000

2500

3000

3500 D, м/с

Рис. 6. Зависимость расстояния Я между исследуемым сечением метаемой двухмиллиметровон пластины и фронтом детонации от скорости детонации заряда ВВ в условиях сварки взрывом (I) и при отсутствии неподвижного элемента (2): расстояние от начала сварки до исследуемого сечения дг„=750 мм, минимальная величина вертикального перемещения исследуемого сечения Д=4мм

которых контактные датчики, имеющие различные величины установочного зазора Д, располагались в две линии, впервые установлено, что нарушение геометрии взаимного расположения длинномерных элементов перед фронтом детонации при отсутствии нижней пластины и в условиях сварки взрывом происходит неодинаково (рис. 8). В металлической пластине, ме-

5, мм

400

300

таемои скользящей детонационной волной (без нижней пластины), реализуются локальные возмущения, являющиеся результатом действия инерционных сил ударно-волнового происхождения (рис 8, а). В условиях же сварки взрывом с расположением длинномерных элементов по параллельной схеме последняя способна трансформироваться в угловую (рис. 8, б) с величиной установочного угла а0 ~ 0,4 град, за счет превалирующего влияния ударно-сжатого воздуха, движущегося в зазоре между листами.

23 4 56 7 8 9 8, мм Рис. 7. Графическая зависимость величины S от толщины пластины 8 при отсутствии нижней пластины:

расстояние от начала сварки до исследуемого сечения х„ =750 мм, минимальная величина вертикального перемещения исследуемого сечения Д = 4мм, скорость детонации заряда ВВ D= 1500... 1550 м/с

1-я и 2-я линии установки контактных датчиков

г= 139 мкс

/=147 мкс

ии /=237,5 мкс

/=336 мкс

1 -я и 2-я линии установки контактных датчиков

б)

/=263,5 мкс

/=266 мкс

Ло.со Б -оаоо. ИКС

1а.па В п5пп. НС

260 600 750 800 л, мм

Рис. 8. Изменение профиля метаемой длинномерной металлической пластины толщиной 9 мм перед фронтом детонации в моменты времени /, соответствующие срабатыванию контактных

датчиков:

о - метание пластины скользящей детонационной волной без присутствия нижней пластины: б-в условиях сварки взрывом по параллельной схеме: пунктиром обозначено исходное положение внутренней поверхности метаемой пластины и ее профиль за фронтом детонации: заряд ВВ и нижняя пластина условно не показаны

Для экспериментальной оценки в первом приближении периода колебания сечений нагружаемой детонационной волной стальной пластины контактные датчики располагали по обе стороны последней со-осно друг другу. В результате проведения серии опытов были зарегистрированы колебания сечений метаемой пластины, реализующиеся перед фронтом детонации. Разница во времени срабатывания датчиков, отчетливо видимая на фотографиях осциллограмм (рис. 9), составила 3 ... 8 мкс.

Таким образом, нарушение геометрии взаимного расположения свариваемых взрывом элементов перед фронтом детонации, доказанное результатами систематических экспериментальных исследований, является одной из основных причин, приводящих к увеличению размеров волн и количества оплавленного металла.

Рис. 9. Осциллограмма, зафиксированная при регистрации колебания сечения металлической пластины толщиной 5=6 мм перед фронтом детонации

В четвертой главе для изучения тепловой ситуации в зоне соединения по мере увеличения длины свариваемых взрывом пластин была проведена серия опытов, позволившая качественно сравнить начальные температуры шва в различных сечениях по длине пакета. Допуская, что величина баро-ЭДС локальной естественной термопары для идентичных экспериментальных сборок является постоянной, обработка экспериментальных данных заключались в качественном сравнении температур в различных сечениях по величине, фиксируемого осциллографом (в момент касания элементов термопары) импульсного сигнала (в виде скачка напряжения), характеризующего практически мгновенный рост температуры. При сварке взрывом пластин длиной 800 мм со скоростью точки контакта V* = 2100 ... 2200 м/с по мере удаления от начала сварки в конечной части пакета экспериментально зафиксировано возрастание величины максимальной мгновенной температуры свариваемых поверхностей в -1,8 раза (рис. 10). Следовательно, при плакировании крупногабаритных пластин эффект предварительного подогрева соударяющихся поверхностей, наряду с вертикальными перемещениями метаемой пластины, также является одной из причин способствующих увеличению количества оплавленного металла по длине сваренных взрывом крупногабаритных биметаллических заготовок.

При помощи непрерывного (реостатного) метода измерения скорости детонации накладного заряда ВВ, находящегося на поверхности длинномерной металлической пластины, доказано что вертикальные перемещения вверх сечений метаемого листа перед фронтом детонации, реализующиеся с скоростями порядка тысяч м/с. не способны дестабилизировать скорость детонации О.

По результатом серии опытов обоснована возможность и эффективность регулирования свойств зоны соединения крупногабаритных заготовок с помощью профилированных (клиновых) зарядов, высота Н которых линейно убывает по длине метаемого листа.

Показано, что при длине свариваемых пластин свыше 4,5 м использование профилированного заряда теряет свою эффективность, поскольку в этом случае существенное (в разы превышающее проектное значение) изменение величины сварочного зазора перед фронтом детонации в конечной части пакета, совместно с колебаниями сечений метаемого листа и эффектом предварительного подогрева, приводит к увеличению дефектов зоны соединения вплоть до сплошных расслоений. В этом случае предложено плакировать взрывом крупногабаритные заготовки по схеме, сокра-

Рис. 10. Осциллограмма температурного режима, зафиксированная в одном из экспериментов:

верхний луч - датчик находящийся в начальном сечении свариваемых пластин (100 мм от начала сварки); нижний луч -550 мм от начала сварки

щающей протяженность зоны действия сжатого воздуха в сварочном зазоре, за счет инициирования ВВ в области периферийного нависания посередине длинной стороны метаемого листа.

На основании обобщения и анализа результатов проведенных исследований сформулированы научно обоснованные технологические рекомендации по стабилизации свойств зоны соединения в пределах всей площади крупногабаритных биметаллических заготовок изготовленных сваркой взрывом.

1. При плакировании крупногабаритных пластин (в случае сварки взрывом однородных материалов) следует использовать накладной заряд ВВ, обладающий высокой скоростью детонации (порядка 3000 ... 3500 м/с), поскольку в этом случае вероятность вертикальных перемещений сечений метаемого листа перед фронтом детонации сводится к нулю, а также заметно сокращается время воздействия нагретого воздуха на свариваемые поверхности перед линией контакта.

2. При сварке разнородных материалов, способных образовывать при взаимодействии нежелательные фазы, разупрочняющие соединение, предпочтение следует отдавать (при сохранении скорости детонации заряда на уровне 2000 ... 2500 м/с) профилированному (клиновому) заряду ВВ, высота Н которого линейно убывает по длине метаемого листа.

3. Для плакирования взрывом крупногабаритных пластин длиной более 4,5 м следует использовать схему, сокращающую протяженность зоны действия сжатого воздуха в сварочном зазоре, за счет инициирования ВВ в области периферийного нависания посередине длинной стороны метаемого листа.

Эти технологические рекомендации были использованы при разработке технологических процессов плакирования взрывом крупногабаритных заготовок корпусов и трубных досок нефтегазохимических аппаратов и теплообменного оборудования с основой из малоуглеродистой низколегированной (в том числе, теплоустойчивой) стали и коррозионностойким слоем (стали аустенитного класса).

По заказу ОАО «Теплоагрегат» (г. Москва) для ОАО «Волгограднефтемаш» разработан технологический процесс изготовления партии крупногабаритных двухслойных листов из сталей Тр 321 ASTM А 240 и 12ХМ-3 (размерами

а) б)

Рис. 11. Цилиндрическая часть биметаллического корпуса (а) и общин вид односекционпого (б) холодильника газоконденсатного оборудования (ОАО «Волгограднефтемаш»)

3+45x1440x4800 мм и 3+45x1440x5900 мм), являющихся основными материалами для изготовления корпусов нефтегазохимической (теплообменной) аппаратуры (рис. II). Сварка осуществлялась по схеме сокращающей протяженность зоны действия ударно-сжатого воздуха в сварочном зазоре с использованием высокоскоростного (О =3000 м/с) заряда ВВ. В результате по всей площади крупногабаритных двухслойных листов получена высокая прочность на отрыв и срез слоев (о„=460 ... 470 МПа; тср не менее 235 МПа), также сплошность соединения, соответствующая нулевому (самому высокому классу) согласно ГОСТ 10885.

По заданию ОАО «Тамбовский завод «Комсомолец» им. Н. С. Артёмова» разработан технологический процесс изготовления с помощью сварки взрывом партии крупногабаритных (диаметр - 2600 мм, толщины плакирующего и основного металлов соответственно 10 и 140 мм) биметаллических заготовок трубных решеток теплообменной аппаратуры (рис. 12) из сталей 10Х17Н13М2Т и 09Г2С. Применение профилированного (клинового) накладного заряда ВВ с линейным уменьшением высоты по длине метаемой заготовки позволило достигнуть сплошность и равнопрочность соединения слоев в пределах всей площади крупногабаритных сваренных взрывом биметаллических заготовок.

Экономический эффект от внедрения партий крупногабаритных биметаллических заготовок на ОАО «Волгограднефтемаш» и ОАО «Тамбовский завод «Комсомолец» им. Н. С. Артёмова» в 2006 г. составил более 10 млн. руб. Доля автора 30%.

ВЫВОДЫ

1. С использованием разработанной оригинальной методики достоверно установлено, что в процессе метания длинномерной металлической пластины ее сечения, расположенные перед фронтом детонации заряда ВВ, совершают вертикальные перемещения. При этом показано, что расстояние между этими сечениями и фронтом детонации достигает максимальных значений при метании тонких пластин зарядами ВВ с относительно низкой (порядка 1500 м/с) скоростью детонации; с увеличением толщины метаемого элемента, равно как и скорости детонации, это расстояние сокращается, и при О > 3500 ... 3600 м/с вертикальные перемещения сечений перед фронтом детонации не наблюдаются.

2. Достоверно установлено, что в металлической пластине, метаемой скользящей детонационной волной (без присутствия нижней пластины), реализуются возмущения, являющиеся результатом действия инерционных сил ударно-волнового происхождения, а в условиях сварки взрывом с расположением длинномерных элементов по параллельной схеме последняя способна трансформироваться в угловую за счет

Рис. 12. Биметаллическая трубная решетка теплообменного аппарата (ОАО «Тамбовский тавод «Комсомолец» им. Н. С. Артёмова»)

превалирующего влияния ударно-сжатого воздуха, движущегося в зазоре между листами.

3. Экспериментально установлено, что температура поверхностей свариваемых элементов, находящихся перед точкой контакта, по мере удаления от места инициирования заряда DB существенно увеличивается, что способствует росту количества оплавленного металла в зоне соединения на конечных участках сваренных взрывом крупногабаритных заготовок. ' ■ -

4. Показано, что нарушение геометрии взаимного расположения свариваемых взрывом пластин перед фронтом детонации, возникающее вследствие вертикальных перемещений метаемой пластины, а также эффект предварительного поденрева свариваемых поверхностей являются основными причинами нестабильности свойств соединения, проявляющейся в увеличении параметров волнового профиля и количества оплавленного металла по длине крупногабаритных биметаллических заготовок.

5. Показано, что при проектировании технологических процессов плакирования взрывом крупногабаритных пластин (особенно тонколистовым материалом) предпочтительнее использовать накладной заряд, обладающий высокой скоростью детонации (порядка 3000 . . 3500 м/с). Если же подобные значения скорости точки контакта недопустимы, наиболее рационально применение схемы инициирования, сокращающей путь распространения детонационной волны по поверхности пластины, либо клинового (профилированного) заряда ВВ с линейным уменьшением его высоты по длине свариваемых заготовок

6. Полученные результаты были использованы при разработке технологических процессов изготовления сваркой взрывом высококачественных крупногабаритных биметаллических заготовок, внедрение коюрых на предприятиях нефтегазохи-мического аппаратостроения (ОАО «Волгограднефтемаш» и ОАО «Тамбовский завод «Комсомолец» им Н. С. Артемова») позволило за счет экономии дорогостоящих материалов и повышения качества изделий позволило получить в 2006 году экономический эффект более 10 млн руб. Доля автора в экономическом эффекте составила 30%.

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в работах:

1. Принципы расчета режимов сварки взрывом металлических слоистых композитов / C.B. Кузьмин, В.И. Лысак, C.B. Хаустов, Т.Ш. Сильченко // Автоматическая сварка. - 2007. - № 10. - С. 16-22.

2. Оценка вертикального перемещения метаемых металлических пластин перед точкой контакта при сварке взрывом / Т.Ш. Сильченко, С В. Кузьмин, В.И. Лысак, A.C. Горобцов, Ю.Г. Долгий // Автоматическая сварка. - 2008. - № 4. - С. 26 - 29.

3. Математическая модель взаимодействия метаемой пластины с импульсной нагрузкой в условиях сварки металлов взрывом / АС. Горобцов, Т.Ш. Сильченко, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак, С В. Хаустов // Известия ВолгГТУ. Серия "Сварка взрывом и свойства сварных соединений": межвуз. сб науч. ст. / ВолгГТУ. -Волгоград, 2006. - Вын.2, №9. - С. 93-101.

4 Об основных принципах проектирования режимов сварки взрывом металлических слоистых композитов / C.B. Кузьмин, В.И. Лысак, C.B. Хаустов, Т.Ш. Сильченко // Известия ВолгГТУ. Серия "Сварка взрывом и свойства сварных соединений"' межвуз. сб. науч ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2006. - Вып.2, №9. - С. 417.

5. Анализ причин изменения сгруктуры и свойств зоны соединения по длине сваренных взрывом биметаллических заготовок / Т.Ш. Сильченко, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак, A.C. Горобцов, Ю.Г. Долгий // Известия ВолгГТУ. Серия "Сварка взрывом и свойства сварных соединений": межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2008. -Вып.3,№3.-С. 31-38.

6. Infringement of Collision Geometry during Explosive Cladding of Long-Sized Plates / Т.Ш. Сильченко, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак, Ю.Г. Долгий // Shock-Assisted Synthesis and Modification of Materials: [сб науч. тр.]. - Moscow, 2006. - С. 116.- Англ.

7. Explosive welding: vertical motion of welded sheets ahead of detonation front / Т.Ш. Сильченко, C.B. Кузьмин, В.И Лысак, Ю.Г. Долгий // Shock-Assisted Materials Synthesis and Processing: Science, Innovations, and Industrial Implementation: [по матер. IX междунар. симпозиума EPNM-2008. проходивши о 6 - 9 мая 2008 года в г. Lisse (Нидерланды)].- Moscow, 2008 - С. 115.- Англ.

8. Сильченко, Т.Ш. Исследование закономерностей изменения сгруктуры и свойств зоны соединения по длине крупногабаритных сваренных взрывом биметаллических заготовок / Т.Ш. Сильченко, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак // Сварка и контроль - 2004: Сб докл. Всерос. с междунар. уч. н.-т. конф., поев. 150-летию Н.Г.Славянова, 17-20.05.04. Т.1: Н.Г.Славянов. Подют. кадров. Аттестация. Спецметоды сварки / Перм. гос. техн. ун-т и др. - Пермь, 2004. - С. 98-103

9. Исследование структуры и свойств длинномерных сваренных взрывом биметаллических заготовок / Т.Ш. Сильченко, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак, Ю.Г. Долгий // Новые перспективные материалы и технологии их получения (НПМ) - 2004: Сб. науч. тр. Междунар. науч. конф.. Волгоград, 20-23.09 04 / ВолгГТУ и др. -Волгоград, 2004. - Т.Н. - С. 203-205.

10. Методика экспериментального исследования вертикального перемещения длинномерных металлических пластин перед точкой контакта в процессе сварки взрывом / Т.Ш. Сильченко, C.B. Кузьмин, В.И Лысак, Ю.Г. Долгий, Е.С. Арестов // Новые перспективные материалы и технологии их получения. НПМ-2007: сб. науч. тр. междунар. конф., Волгоград, 9-12 окт. 2007 г. / В0Л1ГТУ [и др ]. - Волгоград, 2007. - С. 204-207.

11. Исследование нарушения геометрии взаимного расположения металлических пластин перед точкой контакта при сварке взрывом / Т.Ш. Сильченко, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак, Ю.Г. Долгий // Новые перспективные материалы и технологии их получения. НПМ-2007: сб. науч. тр. междунар. конф., Волгоград, 9-12 окт. 2007 г. / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2007. - С. 207-209.

12. Оценка тепловой ситуации в зоне соединения при сварке взрывом крупногабаритных металлических заготовок / Т.Ш. Сильченко, C.B. Кузьмин, В.И. Лысак, C.B. Хаустов, А.А Эрентраут // Новые перспективные материалы и технологии их получения. НПМ-2007: сб. науч. тр. междунар. конф., Волгоград, 9-12 окт. 2007 г. / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2007. - С. 202-204.

13. Сильченко, Т.Ш. К вопросу о плакировании взрывом крупногабаритных пластин / Т.Ш. Сильченко, В.И. Лысак, C.B. Кузьмин // XII региональная конференция молодых исследователей Волгогр обл., г. Волгоград, 13-16 нояб. 2007г.: тез докл. /ВолгГТУ [и др.] - Волгоград, 2008. - С. 141-142.

Личный вклад автора в опубликованные работы. В представленных работах автором лично определены основные идеи н направления исследований [1,4, 8, 9], разработана и экспериментально апробирована методика исследования нарушения геометрии взаимного расположения длинномерных элементов перед фронтом детонации в процессе сварки взрывом [6, 10], проанализированы и обобщены результаты проведенных исследований [2, 3, 5, 7, 11 ... 13] нестационарности процесса плакирования взрывом крупногабаритных заготовок.

Подписано в печать 20. // .2008 г. Заказ № i&í. Тираж /Ш экз. Печ. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография «Политехник» Волгоградского государственного технического университета. 400131, Волгоград, ул. Советская, 35

Введение.

Глава I. Основные закономерности и особенности образования соединения при сварке взрывом.

1.1. Основные схемы и параметры сварки взрывом.

1.2. Влияние основных параметров сварки взрывом на свойства сварных соединений.

1.3. Особенности плакирования взрывом крупногабаритных заготовок.

1.4. Цель и задачи исследования.

Глава II. Материалы и методы исследования.

2.1. Основные материалы, применяемые в исследовании.

2.2. Экспериментальные методы регистрации параметров сварки взрывом.

2.3. Разработка методики экспериментальной регистрации и оценки вертикальных перемещений сечений метаемой металлической пластины перед точкой контакта при сварке взрывом.

2.4. Методы механических испытаний и металлографических исследований сваренных взрывом биметаллических заготовок.

2.5.Статистические методы обработки экспериментальных данных. 78 Выводы к главе II.

Глава III. Исследование причин нестабильности структуры и свойств зоны соединения по длине сваренных взрывом крупногабаритных биметаллических заготовок.

3.1. Моделирование взаимодействия метаемой пластины с импульсной нагрузкой в условиях сварки металлов взрывом.

3.2. Исследование вертикальных перемещений сечений металлических пластин перед фронтом детонации.

3.3. Исследование динамики теплового режима в зоне соединения при сварке взрывом крупногабаритных биметаллических заготовок.

Выводы к главе III.

Глава IV. Разработка технологических процессов изготовления крупногабаритных биметаллических заготовок для предприятий нефтегазохимического аппаратостроения.

4.1. Разработка рекомендаций по стабилизации структуры и свойств зоны соединения крупногабаритных биметаллических заготовок изготовленных сваркой взрывом.

4.2. Разработка технологии изготовления длинномерных биметаллических заготовок корпусов нефтегазохимических аппаратов для ОАО «Волгограднефтемаш».

4.3. Разработка технологии изготовления крупногабаритных биметаллических заготовок трубных досок теплообменного оборудования для ОАО «Тамбовский завод «Комсомолец» им. Н. С. Артёмова».

Выводы к главе IV.

Развитие нефтяной и газовой отраслей отечественной промышленности предопределило рост потребностей в композиционных материалах, сочетающих в себе высокую стойкость в коррозионно-активных средах, гарантированно высокие механические свойства и сравнительно низкие цены.

Биметаллические листы и плиты с основой из малоуглеродистой низколегированной (в том числе, теплоустойчивой) стали с коррозионно-стойким слоем (стали ферритного или аустенитного класса, латуни и др.) как никакие другие материалы наилучшим образом удовлетворяют этим требованиям, а плакирование крупногабаритных заготовок корпусов и трубных досок нефтегазохимических аппаратов и теплообменного оборудования является одним из самых эффективных практических приложений сварки взрывом, поскольку этот высокотехнологичный процесс теоретически не накладывает каких-либо ограничений на конечные размеры биметалла. Тем не менее, на практике при плакировании взрывом крупногабаритных пластин практически всегда наблюдается изменение свойств соединения по длине свариваемых заготовок, проявляющееся в увеличении размеров волн и количества оплавленного металла, что в ряде случаев приводит к существенному снижению прочностных свойств биметалла вплоть до появления сплошных расслоений.

Существующие представления позволяют объяснить это явление, по крайней мере, тремя причинами: форсированием кинематических параметров процесса сварки взрывом в результате нарастания скорости детонации D по длине заряда ВВ (Седых B.C., Кривенцов А.Н., Ватник Л.Е., Пай В.В., Черну-хин В.И., Бесгиапошников Ю.П.); воздействием высокотемпературного потока частиц кумулятивного происхождения на соединяемые поверхности пластин перед линией контакта (Ишуткин С.Н., Кирко В.И., Симонов В.А., Захаренко И. Д.); нарушением геометрии соударения свариваемых пластин вследствие вертикальных перемещений сечений метаемой пластины, расположенных впереди точки контакта под еще непродетонировавшим зарядом ВВ (Кудинов

В. М., Коротеев А.Я., Трыков Ю.П., Целюхович Б.Д., Гельман А.С., Захаренко И.Д.). В поддержку выдвигаемых гипотез приводятся либо расчетные данные, либо результаты отдельных единичных экспериментов. Однако систематических исследований, способных выявить наиболее вероятные причины изменения структуры и свойств в пределах площади сваренных взрывом крупногабаритных биметаллических заготовок, не проводилось.

Технологические приемы по стабилизации свойств зоны соединения в пределах всей площади крупногабаритных плакированных взрывом заготовок, предлагаемые в работах Седых B.C., Кривенцова А.Н., Кудинова В. М., Коротеееа А. Я., Лысака В.И., Первухина Л.Б., Кузьмина С.В., Шморгуна В.Г., Захаренко И. Д., Бердыченко А.А., Ватника JI.E., Пронина В.А., Долгого Ю.Г., Crossland В., Williams J.D., Richter U., Roth J.F. и др., являются недостаточно эффективными либо весьма трудоемкими, дорогостоящими и, как следствие, неприменимыми при массовом производстве биметалла. Поэтому постановка задачи разработки научно обоснованных рекомендаций и технологических мероприятий, обеспечивающих получение высококачественных крупногабаритных биметаллических пластин, на основе выявления причин и особенностей нестационарности процесса плакирования взрывом длинномерных свариваемых заготовок представляется актуальной.

Целью настоящего диссертационного исследования является повышение стабильности структуры и свойств свариваемого взрывом крупногабаритного коррозионно-стойкого биметалла на основе изучения причин и особенностей нестационарности процесса плакирования длинномерных пластин и разработки соответствующих рекомендаций и технологических мероприятий.

Научная новизна диссертационной работы состоит в раскрытии основных причин, приводящих к увеличению размеров волн и количества оплавленного металла по длине плакированных взрывом крупногабаритных заготовок и выявлении закономерностей изменения перед фронтом детонации профиля метаемой длинномерной пластины в зависимости от условий взрывного нагружения последней.

С использованием разработанной методики достоверно установлено, что в процессе метания длинномерной металлической пластины ее сечения, расположенные перед фронтом детонации заряда ВВ, совершают вертикальные перемещения. Показано, что удаление этих сечений от фронта детонации достигает максимальных значений при метании тонких пластин зарядами ВВ с относительно низкой скоростью детонации; с увеличением толщины метаемого элемента, равно как и скорости детонации это расстояние сокращается, и при £)>3500 . 3600 м/с вертикальные перемещения сечений перед фронтом детонации не наблюдаются.

Теоретически показано и экспериментально подтверждено, что при воздействии на метаемую пластину перемещающегося со скоростью детонации импульса силы в ней (пластине) возникают возмущения (колебания), являющиеся результатом действия инерционных сил ударно-волнового происхождения, которые в совокупности с воздействием ударно-сжатого воздуха, находящегося в сварочном зазоре, способны трансформировать изначально плоско-параллельную схему сварки взрывом в угловую, что, в конечном итоге, ведет к нестабильности структуры и свойств крупногабаритных биметаллических заготовок.

Экспериментально установлено, что температура поверхностей свариваемых элементов, находящихся перед точкой контакта, по мере удаления от места инициирования заряда ВВ существенно увеличивается, что способствует росту количества оплавленного металла в зоне соединения на конечных участках сваренных взрывом крупногабаритных заготовок.

На защиту выносятся:

- результаты исследования влияния условий взрывного нагружения на особенности нарушения геометрии взаимного расположения длинномерных заготовок перед фронтом детонации, полученные с помощью разработанной методики экспериментальной регистрации и оценки вертикальных перемещений сечений свариваемых взрывом пластин;

- результаты экспериментального исследования изменения температуры свариваемых взрывом поверхностей, находящихся перед линией контакта, по мере удаления от места инициирования заряда ВВ;

- результаты исследования изменения скорости детонации заряда ВВ, находящегося на поверхности металлической длинномерной пластины, в процессе метания последней скользящей детонационной волной;

- результаты исследования влияния профилированных (клиновых) накладных зарядов ВВ на стабильность структуры и свойств зоны соединения по длине плакированных взрывом заготовок;

- разработанные на основе проведённых исследований технологические процессы изготовления сваркой взрывом крупногабаритного коррозионно-стойкого биметалла, с повышенной стабильностью структуры и свойств зоны соединения в пределах всей площади композита.

Актуальность выбранной темы диссертационного исследования подтверждается выполнением ее в рамках федеральных целевых научно-технических программ «Прикладные исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники», «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007 - 2012 годы» и др.

Работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературных источников и приложения, содержит 153 страницы машинописного текста, 81 рисунок, 10 таблиц.

В первой главе рассмотрены основные схемы и параметры сварки взрывом, влияние последних на свойства сварных соединений, а также особенности плакирования взрывом крупногабаритных заготовок.

Показано, что несмотря на значительные достижения в познании сложного процесса сварки взрывом, вопросы о причинах увеличения размеров волн и количества оплавленного металла по длине свариваемых пластин, а также установлении взаимосвязей между условиями взрывного нагружения и особенностями нестационарности процесса, остаются недостаточно изученными, что приводит к росту материальных и трудовых затрат при изготовлении крупногабаритных биметаллических заготовок.

Сформулирована цель диссертационного исследования, определены задачи, обеспечивающие её достижение.

Во второй главе в соответствии с поставленной целью и задачами исследования проанализированы физико-механические свойства материалов, применяемых для изготовления крупногабаритных биметаллических заготовок корпусов и трубных досок нефтегазохимических аппаратов. Показано, что в экспериментальных исследованиях наиболее рационально использовать взрывчатую смесь аммонит бЖВ+кварцевый песок как не уступающую традиционной смеси аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой по технологическим свойствам, но более дешевую. Для достоверного выявления причин нестабильности структуры и свойств зоны соединения крупногабаритных биметаллических заготовок разработана методика экспериментальной регистрации и исследования особенностей вертикальных перемещений сечений метаемой металлической пластины перед фронтом детонации; обоснован выбор экспериментальных методов, позволяющих контролировать параметры режима сварки взрывом, оценивать изменение температуры соударяющихся поверхностей по длине свариваемых заготовок, исследовать структуру и свойства зоны сварки, а также оценивать сплошности соединения слоев крупногабаритных биметаллических заготовок.

Третья глава посвящена исследованию причин нестабильности структуры и свойств зоны соединения по длине сваренных взрывом крупногабаритных заготовок коррозионно-стойкого биметалла.

При помощи программного комплекса моделирования динамики систем твердых и упругих тел, разработанного на кафедре «Высшая математика» ВолгГТУ под руководством проф. А.С. Горобцова, показано и затем экспериментально подтверждено, что при действии импульсной нагрузки на начальном участке металлической пластины в последней возбуждаются вертикальные и угловые колебания, существенно зависящие от толщины заготовки; при взаимодействии металлической пластины с бегущей импульсной нагрузкой (фронтом скользящей детонационной волны) наиболее интенсивные колебания перед точкой контакта возбуждаются в толстой и короткой пластине.

С использованием разработанной методики установлено, что в процессе метания длинномерной металлической пластины ее сечения, расположенные перед фронтом детонации заряда ВВ, совершают вертикальные перемещения (в ряде случаев, сопоставимые с величиной сварочного зазора И). Показано, что расстояние между этими сечениями и фронтом детонации достигает максимальных значений при метании тонких пластин зарядами ВВ с относительно низкой скоростью детонации; с увеличением толщины метаемого элемента, равно как и скорости детонации, это расстояние сокращается (вплоть до полного отсутствия вертикальных перемещений сечений метаемого листа под непродетонировавшим зарядом ВВ).

Впервые установлено, что при воздействии на метаемую пластину импульса силы, перемещающегося со скоростью детонации, в ней (пластине) возникают возмущения (колебания), являющиеся результатом действия инерционных сил ударно-волнового происхождения, которые в совокупности с воздействием ударно-сжатого воздуха, находящегося в сварочном зазоре, способны трансформировать изначально плоско-параллельную схему сварки взрывом в угловую, что приводит к нестабильности структуры и свойств крупногабаритных биметаллических заготовок.

Экспериментально установлено, что температура поверхностей свариваемых элементов, находящихся перед точкой контакта, по мере удаления от места инициирования заряда ВВ существенно увеличивается, что способствует росту количества оплавленного металла в зоне соединения на конечных участках сваренных взрывом крупногабаритных заготовок.

В четвертой главе при помощи непрерывного (реостатного) метода измерения скорости детонации накладного заряда ВВ, находящегося на поверхности длинномерной металлической пластины, доказано что вертикальные перемещения вверх сечений метаемого листа перед фронтом детонации, реализующиеся со скоростями порядка тысяч м/с, не способны дестабилизировать скорость детонации D.

Обоснована возможность и эффективность регулирования свойств зоны соединения крупногабаритных заготовок с помощью профилированных (клиновых) зарядов, высота Н которых остается постоянной только на начальном участке протяженностью 400 . 500 мм, после чего линейно убывает по длине метаемого листа, составляя в конечной части пластины 75% от первоначального значения высоты заряда, но не менее критического значения, гарантирующего получение качественной сварки.

Показано, что при длине свариваемых пластин свыше 4,5 м использование профилированного заряда теряет свою эффективность, поскольку в этом случае существенное (в разы превышающее проектное значение) изменение величины сварочного зазора перед фронтом детонации в конечной части пакета, совместно с колебаниями сечений метаемого листа и эффектом предварительного подогрева, приводит к увеличению дефектов зоны соединения вплоть до сплошных расслоений. В этом случае предложено плакировать взрывом крупногабаритные заготовки по схеме, сокращающей протяженность зоны действия сжатого воздуха в сварочном зазоре, за счет инициирования ВВ в области периферийного нависания посередине длинной стороны метаемого листа.

На основании обобщения и анализа результатов проведенных исследований сформулированы научно обоснованные технологические рекомендаций по стабилизации свойств зоны соединения в пределах всей площади крупногабаритных биметаллических заготовок изготовленных сваркой взрывом.

Разработаны технологические процессы изготовления высококачественных крупногабаритных биметаллических заготовок с коррозионностойким слоем, внедренные на ОАО «Волгограднефтемаш» и ОАО «Тамбовский завод «Комсомолец» им. Н. С. Артёмова».

Диссертационную работу завершают основные выводы. Список используемой литературы включает 147 наименований. В приложении к работе приведены акты внедрения, подтверждающие практическую ценность и актуальность данного исследования.

Работа выполнена на кафедре «Оборудование и технология сварочного производства» Волгоградского государственного технического университета.

В заключение автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, д.т.н, проф., Заслуженному деятелю науки РФ В.И. Лы-саку, определившему основную идею и направление работы, д.т.н, проф. С.В. Кузьмину за ценные советы и замечания по материалам диссертации, конкретизацию основных идей по ходу ее выполнения, содействие при разработке методов исследования и анализе экспериментальных данных, д.т.н., проф. А. С. Горобцову за помощь в проведении компьютерного моделирования метания металлической пластины скользящей детонационной волной, с.н.с. Ю.Г. Долгому за постоянную помощь при планировании и обсуждении результатов экспериментов, к.т.н., доц. В.А. Чуеичилову за постоянную помощь при выполнении работы.

Общие выводы

1. С использованием разработанной оригинальной методики достоверно установлено, что в процессе метания длинномерной металлической пластины ее сечения, расположенные перед фронтом детонации заряда ВВ, совершают вертикальные перемещения. При этом показано, что расстояние между этими сечениями и фронтом детонации достигает максимальных значений при метании тонких пластин зарядами ВВ с относительно низкой (порядка 1500 м/с) скоростью детонации; с увеличением толщины метаемого элемента, равно как и скорости детонации, это расстояние сокращается, и при D> 3500 . 3600 м/с вертикальные перемещения сечений перед фронтом детонации не наблюдаются.

2. Достоверно установлено, что в металлической пластине, метаемой скользящей детонационной волной (без присутствия нижней пластины), реализуются возмущения, являющиеся результатом действия инерционных сил ударно-волнового происхождения, а в условиях сварки взрывом с расположением длинномерных элементов по параллельной схеме последняя способна трансформироваться в угловую за счет превалирующего влияния ударно-сжатого воздуха, движущегося в зазоре между листами.

3. Экспериментально установлено, что температура поверхностей свариваемых элементов, находящихся перед точкой контакта, по мере удаления от места инициирования заряда ВВ существенно увеличивается, что способствует росту количества оплавленного металла в зоне соединения на конечных участках сваренных взрывом крупногабаритных заготовок.

4. Показано, что нарушение геометрии взаимного расположения свариваемых взрывом пластин перед фронтом детонации, возникающее вследствие вертикальных перемещений метаемой пластины, а также эффект предварительного подогрева свариваемых поверхностей являются основными причинами нестабильности свойств соединения, проявляющейся в увеличении параметров волнового профиля и количества оплавленного металла по длине крупногабаритных биметаллических заготовок.

5. Показано, что при проектировании технологических процессов плакирования взрывом крупногабаритных пластин (особенно тонколистовым материалом) предпочтительнее использовать накладные заряды, обладающие скоростью детонации D ~ 3000 . 3500 м/с. Если же подобные значения скорости точки контакта недопустимы, наиболее рационально применение схемы инициирования, сокращающей путь распространения детонационной волны по поверхности пластины, либо клинового (профилированного) заряда ВВ с линейным уменьшением его высоты по длине свариваемых заготовок.

6. Полученные результаты были использованы при разработке технологических процессов изготовления сваркой взрывом высококачественных крупногабаритных биметаллических заготовок, внедрение которых на предприятиях нефтегазохимического аппаратостроения (ОАО «Волгограднефте-маш» и ОАО «Тамбовский завод «Комсомолец» им. Н. С. Артёмова») позволило за счет экономии дорогостоящих материалов и повышения качества из-, делий получить в 2006 году экономический эффект более 10 млн. руб. Доля автора в экономическом эффекте составила 30%.

1. Производство слоистых композиционных материалов / А. Г. Кобелев, В. И. Лысак, В. Н. Чернышев и др.. - М. : Интермет Инжиниринг, 2002. - 496 с.

2. Лысак, В. И. Сварка взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин. М. : Машиностроение -1, 2005. - 544 с

3. Седых, В. С. Классификация, оценка и связь основных параметров сварки взрывом / В. С. Седых // Сварка взрывом и свойства сварных соединений : межвуз. сб. науч. тр. / ВолгПИ. Волгоград, 1985. — С. 3-30.

4. Лысак, В. И. Классификация технологических схем сварки металлов взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин // Сварочное производство. 2002. — № 9.-С. 33-39.

5. Деформация металлов взрывом / А. В. Крупин, В. Я. Соловьев, Н. И. Шефтель, А. Г. Кобелев. М. : Металлургия, 1976. - 416 с.

6. Чернухин, В. И. Краевые эффекты при сварке взрывом / В. И. Чернухин // Обработка материалов импульсными нагрузками : тематич. сб. науч. трудов / СКБ ГИТ-ИТиПМ, СО АН СССР Новосибирск, 1990. - С. 282-290.

7. Чернухин, В. И. О некоторых особенностях краевых эффектов и нестационарных явлений при сварке взрывом / В. И. Чернухин // Сварка взрывом и свойства сварных соединений : межвуз. сб. науч. трудов / ВолгПИ. Волгоград, 1991. - С. 53-62.

8. Физика взрыва / под ред. К. П. Станюковича. Изд. 2-е. - М. : Наука, 1975.-704 с.

9. Авакян, Г. А. Расчеты энергетических и взрывчатых характеристик ВВ / Г. А. Авакян. М.: ВИА, 1964. - 106 с.

10. Лысак, В. И. Об оценке факторов, определяющих надежность процесса сварки взрывом / В. И. Лысак, В. С. Седых, Ю. П. Трыков // Сварочное производство. 1979. — № 3. - С. 3-6.

11. Захаренко, И. Д. Сварка металлов взрывом / И. Д. Захаренко. — Минск : Навука i тэхшка, 1990. — 205 с.

12. Дерибас, А. А. Двумерная задача о метании пластин скользящей детонационной волной / А. А. Дерибас, Г. Е. Кузьмин // Прикладная механика и техническая физика. 1970. - № 1. - С. 1977-1983.

13. Кузьмин, Г. Е. Экспериментально-аналитические методы в задачах динамического нагружения материалов / Г. Е. Кузьмин, В. В. Пай, И. В. Яковлев. Новосибирск : изд-во СО РАН, 2002. - 312 с.

14. Кузьмин, Г. Е. Применение численных методов в задачах прессования и сварки взрывом: дис. . канд. физ-мат. наук / Г. Е. Кузьмин. — Новосибирск, 1978. 145 с.

15. Кудинов, В. М. Сварка взрывом в металлургии / В. М. Кудинов, А. Я. Коротеев. -М.: Металлургия, 1978. 168 с.

16. Плакирование стали взрывом / А. С. Гельман, А. Д. Чудновский, Б. Д. Цемахович, И. Л. Харина. — М.: Машиностроение, 1978. — 191 с.

17. Конон, Ю. А. Сварка взрывом / Ю. А. Конон, Л. Б. Первухин, А. Д. Чудновский. М.: Машиностроение, 1987. - 216 с.

18. Кузьмин, С. В. Формирование соединений при сварке взрывом крупногабаритных металлических слоистых композитов / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Ю. Г.Долгий // Сварочное производство. 2002. - № 5. - С. 48-53.

19. Берсенев, П. В. Закономерности деформирования пластин при сварке взрывом / П. В. Берсенев, Ю. П. Трыков, С. В. Кузьмин и др. //

20. Сварка взрывом и свойства сварных соединений / межвуз. сб. научн. трудов / ВолгПИ. Волгоград, 1985. - С. 84 - 93.

21. Тарабрин, Г. Т. Влияние упругих волн на характер движения пластины под действием продуктов взрыва / Г. Т. Тарабрин, Ю. П. Трыков II Металловедение и прочность материалов : межвуз. сб. науч. трудов / ВолгГТУ. Волгоград, 1997. - С. 5-13.

22. Лысак, В. И. Влияние параметров процесса сварки взрывом на критическую массу соударяющихся слоев I В. И. Лысак, В. С. Седых, Ю. П. Трыков // Сварочное производство. 1981. - № 6. - С. 8-10.

23. Астров, Е. И. Плакирование многослойных металлов / Е. И. Астров. М. : Металлургия, 1965. - 70 с.

24. Карпентер, С. Сварка металлов взрывом / С. Карпентер. Минск : Беларусь, 1976.-43 с.

25. Седых, В. С. Влияние исходной прочности материалов на характеристики зоны соединения при сварке взрывом / В. С. Седых, В. Я. Смелянский, А. П. Соннов // Физика и химия обработки материалов. 1982. -№4.-С. 117-119.

26. Babul, W. Materialy wybuchowe technologicznych procesach obrobki tworzum / W. Babul, S. Ziemba. Warszawa, 1972. - 275 s.

27. Гельман, А. С. Основы сварки давлением / А. С. Гельман. — М. : Машиностроение, 1970. — 312 с.

28. Каракозов, Э. С. Соединение металлов в твердой фазе / Э. С. Каракозов. — М. : Металлургия, 1976. — 264 с.

29. Лариков, Л. Н. Диффузионные процессы в твердой фазе при сварке / Л.Н. Лариков, В. Р. Рябов, В. М. Фальченко. М.: Машиностроение, 1975.-192 с.

30. Патон, Б. Е. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Б. Е. Патон. — М.: Машиностроение, 1974. — 768 с.

31. Сварка разнородных металлов и сплавов / В. Р. Рябов, Д. М. Рабкин, Р. С. Курочко, JI. Г. Стрижевская. М. : Машиностроение, 1984. -239 с.

32. Седых, В. С. Расчет энергетического баланса процесса сварки взрывом / В. С. Седых, А. П. Соннов // Физика и химия обработки материалов. — 1970. № 2. - С. 6-13.

33. Седых, В. С. Сварка взрывом как разновидность процесса соединения металлов в твердой фазе / В. С. Седых // Сварка взрывом и свойства сварных соединений : межвуз. сб. науч. трудов / ВолгПИ. — Волгоград, 1974. Вып. 1. - С. 3-24.

34. Лысак, В. И. Определение критических границ процесса сварки взрывом / В. И. Лысак, В. С. Седых, Ю. П. Трыков // Сварочное производство. -1973. № 5. - С. 6-8.

35. Красулин, Ю. Л. Дислокации как активные центры в топохимических реакциях / Ю. Л. Красулин // Теоретическая и экспериментальная химия. -1967. — Т. III, вып. 1. С. 58-65.

36. Красулин, Ю. Л. О механизме образования соединения разнородных материалов в твердом состоянии / Ю. Л. Красулин, М. X. Шоршоров // Физика и химия обработки материалов. 1967. - № 1. — С. 8997.

37. Сахацкий, Г. П. Технология сварки металлов в холодном состоянии / Г. П. Сахацкий. Киев : Наукова думка, 1979. - 296 с.

38. Качан, М. С. Волны сжатия и растяжения при соударении твердых тел / М. С. Качан, А. В. Тришин // Физика горения и взрыва. 1975. - № 6. -С. 112-115.

39. Кочергин, К. А. Сварка давлением / К. А. Кочергин. — Л. : Машиностроение, 1972. 216 с.

40. Принципы расчёта режимов сварки взрывом металлических слоистых композитов / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, С. В. Хаустов, Т. Ш. Сильченко // Автоматическая сварка. — 2007. № 10. - С. 16-22.

41. Высокоскоростная деформация металлов / В. И. Беляев, В. Н. Ковалевский, Г. В. Смирнов, В. А. Чекан. Минск : Наука и техника, 1976. — 224 с.

42. Дерибас, А. А. Физика упрочнения и сварки взрывом / А. А. Дерибас. Новосибирск : Наука, 1972. - 188 с.

43. Седых, В. С. Сварка взрывом и свойства сварных соединений / В. С. Седых, Н. Н. Казак. -М.: Машиностроение, 1971. 70 с.

44. Волнообразование при высокоскоростном соударении металлов /

45. A. В. Уткин, А. Н. Дремин, А. Н. Михайлов, Ю. А. Гордополов // Физика горения и взрыва. -1980. Т. 16, № 4. - С. 126-132.

46. Годунов, С. К. Волнообразование при сварке взрывом / С. К. Годунов, А. А. Дерибас, Н. С. Козин // Прикладная механика и техническая физика. -1971. № з. с. 63-72.

47. Гордополов, Ю. А. Теория волн на границе раздела металлов, сваренных взрывом / Ю. А. Гордополов, А. Н. Дремин, А. Н. Михайлов // Физика горения и взрыва. 1978. - Т. 14, № 4. - С. 77-86.

48. Корнев, М. В. Модель волнообразования при сварке взрывом / М.

49. B. Корнев, И. В. Яковлев // Физика горения и взрыва. 1984. — Т. 20, № 2. —1. C. 87-90.

50. О моделировании процесса волнообразования при сварке взрывом / А.А. Дерибас, В. М. Кудинов, Ф. И. Матвеенков, В. В. Симонов // Физика горения и взрыва. 1968. - № 1. - С. 100-107.

51. Abrahamson, G. R. Permanent periodic surface deformations due to a traveling jet / G. R. Abrahamson // Journal of Applied Mechanics. 1961. - V. 28, No. 4.-P. 519-528.

52. Bahrani, A. S. The mechanics of wave formation in explosive welding / A. S. Bahrani, T. J. Black, B. Crossland // Proceeding of the Royal Society, Series A, Mathematical and Physical Sciences. 1967. - V. 296, No. 1445. - P. 123-136.

53. Cowan, G. Flow configuration in colliding plates / G. Cowan, A. Holtzman // Journal of Applied Physics. 1963. - V. 34, No. 4. - P. 928-939.

54. Cowan, G.R. Mechanism of bond zone wave formation in explosive-clad metals / G.R. Cowan, O.R. Bergman, A.H. Holtzman // Metallurgical Transactions. 1971. - V. 2, No. 11. - P. 3145-3155.

55. Hunt, J.H. Wave formation in explosive welding / J. H. Hunt // The Philosophical Magazine. -1968. V. 17, No. 146. - P. 669-680.

56. Гордополов, Ю. А. К вопросу о волнообразовании при высокоскоростном соударении металлических тел / Ю. А. Гордополов, А. Н. Дремин, А. Н. Михайлов // Физика горения и взрыва. 1977. — Т. 13, № 2. -С. 288-291.

57. Гордополов, Ю. А. Экспериментальное определение зависимости длины волны от угла соударения в процессе сварки металлов взрывом / Ю. А. Гордополов, А. Н. Дремин, А. Н. Михайлов // Физика горения и взрыва. — 1976. Т. 12, № 4. - С. 601-605.

58. Кобел ев, А. Г. Слоистые металлические композиции / А. Г. Кобелев, И. Н. Потапов, В. Н. Лебедев. М. : Металлургия, 1986. - 216 с.

59. Lysak, V. I. Explosive welding of metal layered composite materials / V. I. Lysak, S. V. Kuzmin; edited by В. E. Paton. Kiev : E. O. Paton Electric Welding Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2003. - 117 p.

60. Трыков, Ю. П. Неоднородность сваренных взрывом соединений из углеродистых сталей и пути ее направленного регулирования / Ю. П. Трыков, А. Ф. Трудов, И. Б. Степанищев // Изв. вузов. Черная металлургия. — 2002. — № 7. С. 76-77.

61. Ишуткин, С. Н. Исследование теплового воздействия ударно-сжатого газа на поверхность соударяющихся пластин / С. Н. Ишуткин, В. И. Кирко, В. А. Симонов // Физика горения и взрыва. —1980. № 6. - С. 69-73.

62. Бердыченко, А. А. Теоретические основы сварки взрывом в среде защитных газов / А. А. Бердыченко, Л. Б. Первухин // Сварка взрывом и свойства сварных соединений : межвуз. сб. науч. Трудов / ВолгГТУ. -Волгоград, 2002. С. 134-151.

63. Зельдович, Я. Б. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений / Я. Б. Зельдович, Ю. П. Райзер. М. : Наука, 1966. - 686 с.

64. Explosive bonding : pat. № 3137937 USA, ECLA В 23 К 20/08 / G. R. Cowan, J. J. Douglass ; patentee «Du Pont». № 19600065194 ; filed 26.10.60 ; published 23.06.64

65. Kuzmin S. V. Computer Simulation of Explosive Welding Technology for Production of Metal Layer Composite Material / S. V. Kuzmin, V. I. Lysak, V. S. Sedykh // International Conference MICC-90. 1991. - P. 86-88.

66. Process for bonding metals by explosive means : pat. № 3140539 USA, ECLA В 23 К 20/08 / H. A. Harold ; patentee «Du Pont». № 19620206066 ; filed 28.06.62 ; published 14.07.64

67. Richter, U. Grundlagen und Anwendung des Sprengsplattierens / U. Richter, J. F. Roth // Die Naturwissenshaften. 1970. - Bd. 51, № 10. - S. 487493.

68. Crossland, B. Explosion welding / B. Crossland, P. A. Williams // Metals and materials. 1970. - Vol. 4, № 7. - P. 79-100.

69. Method of surface binding metallic articles by means of explosives : pat. № 860628 CA, ECLA В 23 P 3/09 / P. Riegalmeyer, J. F. Roth U. Richter ; patentee «Dynamit Nobel AG». № 860628 ; filed 21.06.67 ; published 12.01.71

70. Improvements in and relating to the explosive welding of metal plates: pat. № 1303522 GB, ECLA В 23 P 3/09 / A. A. Deribas, V. M. Kudinov, F. I. Matveenkov and others.; № 14399/70 ; filed 25.03.70 ; published 17.01.73

71. Марочник сталей и сплавов / под ред. А. С. Зубченко. Изд. 2-е. -М. : Машиностроение, 2003. - 784 с.

72. Журавлев, В. Н. Машиностроительные стали : справочник / В. Н. Журавлев, О. И. Николаева. — Изд. 3-е. — М. : Машиностроение, 1981. — 391 с.

73. Зарапин, Ю. JI. Стали и сплавы в металлургическом машиностроении: Справочник / Ю. JI. Зарапин, В. Д. Попов, Н. Д. Чиченев. -М. : Машиностроение, 1980. 144 с.

74. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике: справочник / под ред. Б. Е. Неймарка. М. -Л.: Энергия, 1967. - 240 с.

75. Марочник сталей и сплавов / В. Г. Сорокин, А. В. Волосникова, С. А. Вяткин и др.. М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.

76. Бобылев, А. В. Механические и технологические свойства металлов: справочник / А. В. Бобылев. М .: Металлургия, 1980. - 296 с.

77. Мак, Лин Д. Механические свойства металлов / Лин Д. Мак. — М. : Металлургия, 1965. — 431 с.

78. Материалы в машиностроении : т. 2. Конструкционная сталь : справочник / под. ред. И. В. Кудрявцева, Е. П. Могилевского. — М. : Машиностроение, 1967. 496 с.

79. Материалы в машиностроении : т. 3. Специальные стали и сплавы : справочник / под. ред. И. В. Кудрявцева, Ф. Ф. Химушина. М. : Машиностроение, 1968. -446 с.

80. Приданцев, М. В. Коррозионно-стойкие стали и сплавы / М. В. Приданцев, А. А. Бабанов. — М.: Металлургия, 1971. 319 с.

81. Теплофизические свойства веществ : справочник / под ред. Н. Б. Варгафтика. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956. — 367 с.

82. Dyja, Н. Explosive techniques in the materials engineering / H. Dyja, A. Maranda, R. Trebinski // Series Metallurgy No. 20. Czestochowa, 2007. - P. 3243.

83. Engelke, R. Explosives / R. Engelke, S. A. Sheffield // Encyclopedia of Applied Physics, Vol. 6, VCH Publishers, Inc. 2005, P. 327-329.

84. Miller, P. J. Effect of metal particle size on the detonation properties of various explosives / P. J. Miller, C. D. Bedford, J. J. Davis // Eleventh International Symposium on Detonation. Colorado, 2007. - P. 214-220.

85. Linse, V. D. Procedure development and process considerations for explosion welding / V. D. Linse // Welding Brazing, and Soldering, Vol. 6. 2004. - P. 65-70.

86. Nobili, A. Explosion bonding process / A. Nobili // Nobelclad technical Bulletin . Plant, 2007. - P. 22-29.

87. Patterson, A. R. Fundamentals of explosion / A. R. Patterson // Welding Welding Brazing, and Soldering, Vol. 3. 2006. - P. 90-95.

88. Blazynski, T. Z. Explosion welding, forming and compaction / T. Z. Blazynski,, A. V. Kalkytski // Applied Science Publishers. Indianapolis, 2008. -P. 56-57.

89. Ezra, A. A. «Principals and practice of explosive metalworking / A. A. Erza, H. A. Nonac, M. A. Relevar. // Industrial Newspapers Limited. Detroit, 2005. —P.78-84.

90. Сварка взрывом / В. С. Седых, А. А. Дерибас, Е. И. Биченков, Ю. А. Тришин // Сварочное производство. 1962. - № 2. - С. 6-9.

91. Дубнов, Л. В. Промышленные взрывчатые вещества / Л. В. Дубнов, Н. С. Бухаревич, А. И. Романов. М. : Недра, 1988. — 358 с.

92. Светлов, Б. Я. Теория и свойства промышленных ВВ / Б. Я. Светлов, Б. Я. Яременко. — М.: Недра, 1973. — 208 с.

93. Орленко, Л. П. Физика взрыва и удара / Л. П. Орленко. — М. : Физматлит, 2006. 304 с.

94. Шведов, К. К. О параметрах детонации промышленных ВВ и их сравнительной оценке / К. К. Шведов, А. Н. Дремин // Взрывное дело / Сб. №76/33.-М., 1976. С.137-150.

95. Дремин, А. Н. Исследование детонации промышленных ВВ. Детонационные характеристики аммонита 6ЖВ / А. Н. Дремин, К. К. Шведов, А. Л. Кравченко и др. // Физико-технические проблемы разработок полезных ископаемых. — 1965. — № 1. С. 46-51.

96. Vidal, P. Shock-initiation and detonation extinction in homogeneous or heterogeneous explosives: some experiments and models. / P. Vidal // High-Speed

97. Combustion in gaseous and Condensed-Phase Energetic Materials. — Minnesota, 1999. P. 21-26.

98. Tanguay V. Detonation propagation in channels lined with explosive / V. Tanguay, P. Vu, J. Mamen // Joint Propulsion Conference and Exhibit. -Indianapolis, 2002. P. 32-38.

99. Кинематика сварки взрывом зарядами ВВ «аммонит №6ЖВ + кварцевый песок» / В. Г. Шморгун, В. А. Пронин, С. В. Кузьмин и др. // Сварка взрывом и свойства сварных соединений : межвуз. сб. науч. трудов / ВолгПИ. Волгоград, 1989. - С. 55-63.

100. Anderson, С. J. "Air-blast Measurements; Final Report", from Mining Resource Engineering Limited, Kingston, Prepared for Defence Research Establishment Valcartier. Ontario, 2002. - P. 54-57.

101. Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках / под общ. ред. М. В. Жерноклетова. Изд. 2-е. -Саров, 2005. - 428 с.

102. Кузьмин, Г. Е. О метании плоских пластин слоями конденсированных ВВ / Г. Е. Кузьмин, В. И. Мали, В. В. Пай // Физика горения и взрыва. 1972. - Т. 9, № 4. - С. 558-562.

103. Михайлов, А. Н. К вопросу об измерении температуры в зоне соединения при сварке металлов взрывом / А. Н. Михайлов, А. Н. Дремин, В. П. Фетцов // Физика горения и взрыва. 1976. - Т. 12, № 4. - С. 594-601.

104. Бесшапошников, Ю. П. О роли остаточного давления продуктов детонации при сварке взрывом титана со сталью / Ю. П. Бесшапошников // Обработка материалов импульсными нагрузками : тематич. сб. науч. трудов / СО АН СССР. Новосибирск, 1990. - С. 275 - 281.

105. Anderson, C. J. "Heats of Detonation: Part II; Final Repor, from Mining Resource Engineering Limited , Kingston, Prepared for Defence Research Establishment Valcartier. Ontario, 2002. - P. 21-29.

106. Anderson, C.J. "Evaluation of Heats of Detonation, Final Report" from Mining Resource Engineering Limited, Kingston, Ontario, Prepared for Defence Research Establishment Valcartier, April 2000.

107. Аналоговая и цифровая электроника / под ред. О. П. Глудкина. — М. : Радио и связь, 1996. 768 с.

108. Лачин, И. В. Электроника / И. В. Лачин, Н. С. Савелов. Ростов н / Д. : Феникс, 2002. - 576 с.

109. Справочник по буровзрывным работам / М. Ф. Друкованый, JI. В. Дубнов, Э. О. Миндели и др. М.: Недра, 1976. - 631 с.

110. Об измерении поля температуры при плоском установившемся течении металла / С. Н. Ишуткин, Г. Е. Кузьмин, В. В. Пай, JI. JI. Фрумин // Прикладная механика и техническая физика. 1992. - № 2. - С. 157-165.

111. Пай, В. В. Измерение температуры при плоском установившемся течении металла / В. В. Пай, С. Н. Ишуткин // Материалы IV Всесоюзн. совещ. по детонации / Телави. М., 1988. - Т. 2. - С. 98-103.

112. Ишуткин, С. Н. Измерение температуры ударного сжатия металла термопарным методом / С. Н. Ишуткин // Физика горения и взрыва. — 1989. — Т. 25, №1.- С. 77-81.

113. Пай, В. В. Термопарное измерение температуры металла в условиях импульсного деформирования / В. В. Пай, С. Н. Ишуткин, Г. Е. Кузьмин // Журн. прикл. мех. и технич. физики 1991. — № 1. - С. 137-143.

114. Ишуткин, С. Н. К термопарным измерениям температуры при ударном сжатии металлов / С. Н. Ишуткин, Г. Е. Кузьмин, В. В. Пай // Физика горения и взрыва. 1986. - Т. 22, № 5. - С. 96-104.

115. Bloomquist, D. D. Thermocouple temperature measurenents in shock-compressed solids / D. D. Bloomquist, S. A. Sheffield // Journ. Appl. Phys. 1980. — V. 51, N10.-P. 5260-5266.

116. Gao, J. Measurenent of instantaneous temperature in shock-loaded nonmetallic solids / J. Gao, R. Bai, C. Cheng // Ibid. 1990. - V. 67, N5. - P. 2272-2277.

117. Кузьмин, Г. E. Нестационарные электромагнитные эффекты при измерении температуры термопарным методом / Г. Е. Кузьмин, В. В. Пай, С. Н. Ишуткин // Матер. IV Всесоюз. Совещания по детонации /. Телави. М., 1988. - Т. 2. - С. 84-90.

118. Bundy, F. P. Effects of pressure on emf of thermocouples / F. P. Bundy // Journ. Appl. Phys. 1961. - V. 32, N3. - P. 483 - 488.

119. Infringement of Collision Geometry during Explosive Cladding of Long-Sized Plates / T .Ш. Сильченко, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Ю. Г. Долгий // Shock-Assisted Synthesis and Modification of Materials : сб. науч. тр.. Moscow, 2006. - С. 116.

120. Raghu, N. Characterization of explosive weld interfaces / N. Raghu, K. R. Sanjay, A. Kumar // International Symposium of Research Students on Materials Science and Engineering. Chennai, 2008. - P. 12-24.

121. Контроль качества сварки / под. ред. В. Н. Волченко. М. : Машиностроение, 1975. -328 с.

122. Неразрушающий контроль металлов и изделий: справочник / под ред. Г. С. Самойловича. М. : Машиностроение, 1976. - 456 с.

123. Приборы для неразрушающего контроля металлов и изделий. — М. : Машиностроение, 1976. — Ч. 2. — 326 с.

124. Новые способы определения прочности сцепления компонентов биметалла / ЦНИИЧМ. М., 1967. - 40 с. - (сер. №7).

125. Казак, Н. Н. О микронеоднородности соединений при сварке взрывом: дис. . канд. техн. наук / Н. Н. Казак; Волгог. политех, институт. -Волгоград, 1968. 276 с.

126. Сахновская, Е. Б. Основные закономерности сварки взрывом сталеалюминиевых соединений и исследование их свойств: дис. . канд. техн. наук / Е. Б. Сахновская; Волгогр. политехи, ин-т. Волгоград, 1974. -186 с.

127. Румшинский, JI. 3. Математическая обработка результатов эксперимента / JI. 3. Румшинский. — М.: Наука, 1971. — 192 с.

128. Смирнов, Н. В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений / Н. В. Смирнов, И. В. Дунин-Барковский.-М. : Наука, 1965.—511 с.

129. Степнов, М.Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний / М.Н. Степнов. М.: Машиностроение, 1972. — 232 с.

130. Дунин-Барковский, И. В. Теории вероятностей и математическая статистика в технике / И. В. Дунин-Барковский, Н. В. Смирнов. — М. : Гостехиздат, 1955. 556 с.

131. Хальд, А. Математическая статистика с техническими приложениями / А. Хальд.—М.: Иностранная литература, 1956. — 664 с.

132. Яковлев, И. В. Неустойчивость границы раздела соударяющихся поверхностей металлов / И. В. Яковлев // Физика горения и взрыва. 1973. — Т. 9, № 3. - С. 447-452.

133. Горобцов, А. С. Численное интегрирование уравнений движения систем тел произвольной структуры / А. С. Горобцов // Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении : матер, междунар. Конф. — Саратов, 2002. — С. 16- 20.

134. Горобцов, А. С. Программный комплекс расчета динамики и кинематики машин как систем твердых и упругих тел / А. С. Горобцов // Справочник. Инженерный журнал. 2004 — № 9. - С. 40-43.

135. Курдюк, С. А. Особенности формирования математических моделей технических объектов средствами программного комплекса PRADIS / С.А. Курдюк, Е. Н. Шмелев // Информационные технологии. — 1996. № 3. -С. 14-19.

136. Ахметханов, Р. С. Построение расчетной модели минимального порядка для сложных колебательных систем / Р. С. Ахметанов, Л. Я. Банах, Е .Г. Соколин // Машиноведение. 1987. - № 3. - С. 87-93.

137. Бабаков, И. М. Теория колебаний / И. М. Бабаков. М. : Машгиз, 1957. - 528 с.

138. Саломатин, И. А. Разработка экспертной системы по проектированию технологических процессов сварки взрывом многослойных металлических композиционных материалов : дис. . канд. техн. наук / И. А. Саломатин; ВолгГТУ. Волгоград, 2002. - 156 с.ч