автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Создание технологических процессов сварки взрывом слоистых металлических композитов на основе исследования кинетики и деформационно-энергетических условий формирования соединения

ЛЗГ

На правах рукописи

КУЗЬМИН Сергей Викторович

СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СВАРКИ ВЗРЫВОМ СЛОИСТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ И ДЕФОРМАЦИОННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЯ

Специальность 05.03.06 Технологии и машины сварочного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Волгоград - 2006

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

Научный консультант

заслуженный деятель науки РФ, д-р техн. наук, проф. ЛЫСАК Владимир Ильич.

Официальные оппоненты:

академик РАН, д-р техн. наук, проф. АНЦИФЕРОВ Владимир Никитович.

д-р физ.-мат. наук, проф. ПАЙ Владимир Васильевич.

д-р техн. наук, проф. РОЗЕН Андрей Евгеньевич.

Ведущее предприятие

Институт металлургии и материаловедения (ИМЕТ) им. А. А. Байкова РАН.

Защита состоится «26» октября 2006 г. в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.02 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград-131, пр. Ленина, д. 28, зал заседаний ученого совета (ауд. 209). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан отгМ'рЯ 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Матлин М. М.

/зз

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационного исследования. Прогресс многих отраслей промышленности (и особенно таких металло- и наукоемких, как ракетно-космическая техника, энергетика, нефте- и газдобывающее и перерабатывающее машиностроение, электрометаллургия и др.) напрямую связан с широким внедрением новых материалов, сочетающих в себе высокие технико-эксплуатационные свойства, технологичность их изготовления и низкую себестоимостью производства. Проблемы создания новых перспективных материалов, в частности металлических слоистых композитов (СКМ), всегда относились к числу главных научно-технических приоритетов государства.

Сварка взрывом, в силу присущих ей особенностей, является одним из эффективных путей создания высококачественных СКМ различных типов и назначения. Потребности промышленности в таких СКМ интенсивно нарастают, что требует организации современного их промышленного производства, ориентированного на выпуск широкого спектра композитов.

При сварке взрывом образование соединения происходит в результате деформационного воздействия на соединяемые материалы, характеризующегося высокой скоростью их соударения при малой длительности процесса и вызывающего двухстадийную топохимическую реакцию, в результате протекания которой конечные свойства получаемых соединений определяются степенью, характером и временем деформации, что позволяет рассматривать сварку взрывом как обычный управляемый технологический процесс.

Значительные успехи в познании этого сложного процесса достигнуты благодаря исследованиям таких ученых, как Седых В. С., Дерибас А. А., Каракозов Э. С., Кривенцов А. Я., Лысак В. И., Кудинов В. М., Михайлов А. И., Бондарь М. П., Кобелев А. Г., Дремин А. И., Захаренко И. Д., Пай В. В., Гордополов Ю. А., Трыков Ю. П., Кузьмин Г. Е., Конон Ю. А., Первухин Л. Б., Сонное А. П., Добрушин Л. Д., Cowan G., Holtzman A., Crossland В., Bahrarti A., Wittman R. Н., Ruppin D., Babul W., Schribman V., Hunt, J. H. и мн. др. российских и зарубежных специалистов, теоретически и экспериментально выявивших основные закономерности исследуемого процесса, изучивших влияние основных параметров сварки на свойства получаемых соединений, построивших энергетический баланс сварки взрывом двух- и многослойных композиционных материалов, обобщивших граничные условия сварки взрывом и др.

Вместе с тем, проблемы организации промышленного производства высококачественных и экономически выгодных СКМ требуют более глубокого и детального изучения вопросов, касающихся раскрытия механизма и кинетики

формирования соединения при высокоскоростном соударении металлических пластин, условий деформирования металла околошовной зоны (ОШЗ) в соединениях одно- и разнородных металлов, установления взаимосвязей между параметрами сварки и конечными свойствами получаемых соединений, а также создания достоверных математических моделей и соответствующих компьютерных модулей, позволяющих рассчитывать и оптимизировать режимы сварки взрывом.

Актуальность выбранной темы диссертационного исследования подтверждается выполнением его части в рамках межвузовских, межотраслевых и федеральных целевых научно-технических программ по направлениям «Развитие научного потенциала высшей школы», «Интеграция науки высшего образования», «Научно-инновационное сотрудничество», «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», «Инновационная деятельность высшей школы» и др.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является создание и внедрение на предприятиях энергетики, аэрокосмического комплекса, цветной металлургии научно обоснованных технологических процессов сварки взрывом СКМ и изделий из них широкой номенклатуры и назначения на основе исследования кинетики, деформационно-энергетических и температурно-временных условий формирования соединения при сварке металлических композиционных материалов.

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

1. Разработаны новые и усовершенствованы существующие методы исследования закономерностей пластического деформирования металла ОШЗ в сваренных взрывом композитах одно- и разнородных материалов; временных условий формирования соединений; электрофизических свойств СКМ электротехнического назначения.

2. На основе выявленных закономерностей пластического течения металла в приконтактных слоях металла при сварке взрывом определены энергетические и тепловые условия формирования соединений одно- и разнородных металлов, а также оценены величины критических сдвиговых деформаций, соответствующие нижней границе свариваемости. Определены деформационно-временные, в том числе критические условия формирования свариваемых взрывом соединений.

3. На основе исследования кинетики соударения металлических пластин при сварке взрывом СКМ, а также влияния параметров нагружения на характер

разгона элементов в многослойных системах разработана соответствующая математическая модель, созданы принципы расчета и оптимизации режимов сварки взрывом двух- и многослойных композитах, а также программный модуль, позволяющий проектировать и оптимизировать параметры исследуемого процесса.

4. Разработан на базе выполненных исследований комплекс научно обоснованных технологических процессов сварки взрывом СКМ различной номенклатуры и назначения, которые внедрены на ряде ведущих предприятий РФ.

Научная новизна состоит в создании научно обоснованных технических и технологических решений в области изготовления сваркой взрывом металлических композиционных материалов и разработке принципиально новых подходов к проектированию технологических процессов, базирующихся на учете выявленных деформационно-энергетических, температурно-временных и кинематических условий и закономерностей формирования соединений.

На основе выявления и обобщения основных закономерности пластического течения металла в ОШЗ одно- и разнородных композициях экспериментально доказано, что толщина слоя деформированного металла прямо пропорциональна тангенциальной составляющей скорости соударения свариваемых элементов, зависящей от соотношения скоростей соударения и точки контакта. Установлено, что при сварке взрывом материалов с различными физико-механическими свойствами большая степень локализации пластических деформаций проявляется в металлах, обладающих более высокими прочностными свойствами, что приводит к сосредоточению тепловой энергии в узкой ОШЗ последних и, как следствие, к возможному оплавлению преимущественно за счет этого тепла менее прочного и, как правило, менее тугоплавкого материала свариваемой пары.

Показано, что величина критических максимальных сдвигов , соответствующая началу схватывания металлов, не является постоянной для конкретного материала, а зависит от градиента изменения gтn!,x по толщине свариваемых пластин Последняя связана с гиперболической зависимостью.

Экспериментально установлено, что время пластического деформирования металла ОШЗ за точкой контакта тс при прочих равных условиях прямо пропорционально скорости соударения Ус, что объясняется изменением пикового значения давления в окрестностях точки контакта. Согласно предложенной деформационно-временной физической модели рост параметров волн, образующихся в зоне соединения (или объема продеформированного металла в прикон-

тактных областях), обусловлен увеличением времени действия давления р, превышающего динамический предел текучести свариваемого материала.

В качестве интегрального параметра, определяющего возможность протекания пластической деформации металла за точкой контакта при сварке взрывом, предложено использовать величину деформирующего импульса давления

/д = , определяемого давлением р и временем его действия т. Пока-

зано, что величина /д, предопределяя количество работы или энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию металла ОШЗ, является удобным физическим параметром и технологическим инструментом, позволяющим целенаправленно управлять структурой и свойствами получаемых соединений.

Установлено, что при сварке взрывом однородных композитов из малоуглеродистых сталей равнопрочное соединение образуется при величине деформирующего импульса давления /д>3,5 ... 3,7 кН-с/м2, являющейся для этой пары металлов критической.

На основе детального изучения кинетики высокоскоростного взаимодействия металлических пластин в многослойном пакете установлено, что продолжительность начальной стадии разгона системы пластин на второй и последующих границах многослойного композита в зависимости от массы, фазы разгона и скорости детонации заряда ВВ лежит в диапазоне 1,5 ... 10 мкс.

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований легли в основу разработки и оптимизации ряда технологических процессов изготовления сваркой взрывом металлических композиционных материалов широкой номенклатуры и назначения. При этом расчет и оптимизация режимов сварки осуществлялся с применением созданных программных средств с учетом кинематики разгона пластин в многослойных пакетах (для случая сварки взрывом трехслойных заготовок по одновременной схеме плакирования), особенностей пластического деформирования металла ОШЗ и тепловых процессов в окрестностях линии соединения (при сварке медно-алюминиевых композитов), времени деформирования и величины деформирующего импульса давления (при сварке по батарейной схеме) и ряда других выявленных и описанных в настоящей работе эффектов.

Разработан комплекс технологических процессов изготовления сваркой взрывом слоистых металлических композитов различной номенклатуры и назначения, экономический эффект от внедрения которых на ведущих предприятиях РФ превысил 20 млн. руб. в сопоставимых ценах 2005 г.

Апробация работы. Материалы работы докладывались на 23 всесоюзных и всероссийских совещаниях и конференциях; 20 международных и межреспубликанских конференциях и симпозиумах (1989 — Любляна, Югославия; 1990 - Сан-Диего, США; 1990 - Москва; 1992, 1996, 1998, 1999, 2001, 2004 - Волгоград; 1993 - Ростов-на-Дону; 1993 - Санкт-Петербург; 1995, 1997, 1999, 2002-Барнаул; 1995 - Эль-Пасо, США; 2000, 2002 - Пенза; 2002 - Варшава, Польша; 2003 — Харьков, Украина), а также на научных семинарах в ВолгГТУ и ДГТУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 206 работ, в том числе 2 монографии, 35 статей в рецензируемых российских и международных журналах, 11 изобретений.

Структура работы. Диссертация написана на 267 страницах, состоит из введения, шести глав и общих выводов. В приложении содержатся копии актов внедрения и испытания композиционных материалов, а также разработанных технических условий и технологических инструкций.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Существующие представления и расчетные модели процесса формирования соединения при сварке взрывом металлических

скм

Проведенный анализ природы образования сварного соединения металлов в твердой фазе, к числу которых относится сварка взрывом, показывает что высокоскоростные деформационные процессы, протекающие в металле околошовной зоны, играют решающую роль в образовании физического контакта, активации поверхностей и, в конечном счете, схватывании металлов, что соответствует фундаментальным основам общей теории сварки давлением, сформированной в работах Э. С. Каракозова, Ю. Л. Красулина, Н. Н. Рыкалина, В. С. Седых, М. X. Шорьиорова, В. П. Алехина и др.

Вопросу исследования пластического течения металла в ОШЗ заслуженно уделялось большое внимание (Л/. П. Бондарь, А. Н. Кривенцов, В. И. Лысак, В. М. Оголихин, В. Г. Шморгун, А. П. Сонное и др.). Однако, несмотря на разнообразие разработанных этими учеными методов исследования пластического деформирования металла в ОШЗ при сварке взрывом и большое количество полученных с их помощью экспериментальных данных, некоторые вопросы, имеющие принципиальное значение, остались еще недостаточно изученными. Это, в первую очередь, связано с недостаточной точностью применяемых методов, что потребовало дальнейшего их совершенствования, а также проведения более детальных и систематических исследований. Малоизученными являются

особенности деформирования металла ОШЗ при реализации так называемых «низкоинтенсивных» (характеризующихся малыми скоростями точки контакта Ук и большими углами соударения у) и околозвуковых режимов сварки взрывом, а также вопрос о критических значениях максимальных сдвигов. Практически неосвещенными остались вопросы, касающиеся пластического деформирования приконтактных слоев металлов в случае сварки материалов с резко различными физико-механическими свойствами, наиболее часто применяющихся на практике, а также процессов, протекающих в ОШЗ и обусловленных пластической деформацией, в частности, тепловых.

Процесс сварки металлов взрывом характеризуется конечным множеством взаимосвязанных и взаимозависимых параметров, обеспечивающих реализацию в зоне соединения условий, необходимых и достаточных для образования соединения. Наиболее детально и глубоко вопрос взаимосвязи параметров со свойствами получаемых соединений отражен в работах В. С. Седыха, В. И. Лы-сака, Ю. П. Трыкова, А. А. Дерибаса, В. М. Кудимова, Ю. А. Конона, Л. Б. Первухина, D. Ruppirt, IV. Babul, R. Н. Wittman, A. S. Bahrani, Т. J. Black, В. Crossland и др. В качестве обобщенного критерия качества сварного соединения предложено использовать величину энергии, затрачиваемую на пластическую деформацию металла \V2 (В. И. Лысак, В. С Седых, А. П. Сонное, Ю. П. Трыков). Тем не менее, следует отметить, что удельная энергия W2, являясь интегральной величиной, способна характеризовать процесс сварки взрывом подобно сходной с ней величиной погонной энергии, используемой при анализе других способов сварки (ЭЛС, РДС, АФ и др.), не раскрывая особенностей протекания термоде-формационых процессов в зоне соударения, характеризующихся такими параметрами «микроуровня» как давление в зоне контакта р, время его действия т, степень деформации приконтактных слоев металла е, скорость деформирования е, температура в зоне стыка Т. Количественное же взаимоувязывание энергетики процесса с перечисленными выше параметрами, пока не реализовано.

Решению задачи расчетной оценки параметров высокоскоростного соударения пластин при сварке взрывом посвящены многочисленные работы А. А. Дерибаса, К. П. Станюковича, Г. Е, Кузьмина, В. В. Пая, А. Н. Кривенцова, О. А. Деняченко, R. Сигпеу, В. И. Беляева, А. П. Корженевского, В. И. Лысака, Ю. П. Трыкова, А. П. Соннова, В. Г. Шморгуна, Р. Н. Shao, D. Zhang, S. Al-Hasani, V. Schribman, В. Crossland и др. Однако предложенные этими исследователями модели соударения пластин при сварке взрывом многослойных композитов, базирующиеся на мгновенном, скачкообразном изменении послойной скорости соударения, по целому ряду причин не отражают реальной

феноменологии процесса, поэтому представляется актуальной и целесообразной постановка задачи разработки достоверных моделей сварки взрывом многослойных СКМ, учитывающих стадийность и особенности разгона пластин в многослойном пакете.

Итак, несмотря на значительные достижения в познании этого сложного процесса, проблема раскрытия механизма и кинетики формирования соединения при высокоскоростном соударении металлических пластин, установления взаимосвязей между параметрами сварки и конечными свойствами получаемых соединений является недостаточно изученными, что приводит к росту материальных и трудовых затрат при проектировании технологии сварки взрывом новых СКМ. Это послужило основой для проведения фундаментальных научных изысканий в рамках сформулированных в работе цели и задач исследования.

2. Пластическая деформация металла в ОШЗ свариваемых взрывом слоев

С целью детального изучения и обобщения закономерностей пластического деформирования металла в ОШЗ при сварке взрывом одно- и разноименных материалов были поставлены серии экспериментов с применением разработанной прецизионной методики, основанной на использовании слоистых моделей-вставок, при изменении параметров сварки в широких пределах, что дало возможность получения обширной информации о характере пластического течения металла ОШЗ во всех характерных зонах областей свариваемости исследуемых материалов (нормального и аномального волнообразования, его срыва и др.).

Обобщением большого количества экспериментальных данных показано, что степень пластической деформации gmгк в непосредственной близости от границы раздела слоев сваренного композита, а также толщина слоя пластически деформированного металла >'веф прямо пропорциональны тангенциальной составляющей скорости соударения Кст =Ксзту, зависящей от соотношения скоростей соударения и точки контакта (рис. 1).

Установлено, что для околошовной зоны соединений с волновым профилем (в отличие от безволновых соединений) характерна существенная неоднородность поля остаточной сдвиговой деформации не только по толщине сваренных элементов, но и в направлении вектора скорости точки контакта, проявляющаяся в периодическом чередовании зон металла с различным уровнем gmax (рис. 2). Указанная особенность пластического течения металла обусловлена формированием бугра деформации за счет не только поверхностных, но и

>'¡,«t>, ММ

глубинных слоев металла перед точкой контакта, что приводит к более к более интенсивному деформированию последних под вершиной волны. В зонах же, прилегающих к впадине, интенсивное пластическое течение металла затруднено.

При сварке разноименных материалов характер пластического течения металла в ОШЗ соединения имеет некоторые особенности, связанные, в первую очередь, с различием их физико-механических свойств. В результате обработки многочисленных экспериментальных данных, полученных при сварке модельных медных и алюминиевых образцов установлено, что степень локализации пластических сдвиговых деформаций в ОШЗ более прочной медной пластины существенно выше, чем в алюминиевой. Количественно это проявляется в различной толщине деформированных слоев различных металлов.

100 200

Al ^

С'т.З

■ .....i

О

100

200

300

, м/с

Рис. 1. Зависимость толщины деформированного слояот тангенциальной составляющей скорости соударения

у, мм

Линии равных деформаций

а) б)

Рис. 2. Эпюры максимального сдвига (а) и линии равной деформации (б) в соединении алюминиевых пластин с волновым профилем границы соединения

Полученная обширная экспериментальная информация о характере изменения пластических деформаций по толщине свариваемых пластин позволила

т

оценить энергетические условия формирования соединения одно- и разнородных металлов, а также расчетным путем построить начальные температурные поля для произвольного сечения сваренных биметаллических образцов из разнородных металлов. С этой целью, учитывая то обстоятельство, что 90 ... 95% энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию металла ОШЗ, переходит в тепло, на первом этапе расчетно-графическим методом с помощью имеющихся эпюр gm¡¡x =Ду) определяли работу деформации следующим образом.

Элементарная работа деформации оА3 для элементарного объема (IV может быть определена как

5(1) где е - степень пластической деформации металла объемом ¿/К; 5К — сопротивление металла деформированию, численно равное динамическому пределу текучести <т* (для меди и алюминия а* по данным В. Гольке соответственно равен 640 и 108 МПа).

Удельная, т.е. отнесенная к единице площади сварного образца элементарная работа деформации (Дж/м2) запишется как

бД^е^ф, (2)

а полная удельная работа может быть получена интегрированием по у элементарных работ 5Ал(у):

А^яфМф, (3)

о

где е(у) - текущее значение деформации на удалении у от линии соединения, численно равное £тах', 8 — толщина пластины.

Приближенно значение работы деформирования будет равно:

(4)

1=0 1=0

где Ду = 5/и; — текущее среднее значение сдвиговой деформации в некотором /'-том слое.

Обработка построенных эпюр деформации и анализ полученных результатов позволили выявить следующие закономерности.

1. При сварке взрывом одноименных (например, А1 + А1) материалов расчетные значения работы деформации в метаемом и неподвижном элементах не отличаются друг от друга более, чем на 10%, т.е. энергия, затраченная на пластическое деформирование металла IV2 ОШЗ обоих пластин, распределяется между ними приблизительно поровну. Эта особенность сохраняется при варьи-

ровании в широком диапазоне режимов сварки.

2. Аналогичное распределение фиксируется и в случае сварки меди с алюминием по прямой схеме (медь — метаемый элемент). При использовании же обратной схемы заметно большая часть энергии выделяется в алюминиевой пластине, превышая соответствующую величину в более прочной и плотной меди более, чем на 40%.

Так, например, при сварке по прямой схеме на режимах Ук = 2600 м/с и Уе= 350 м/с на пластическую деформацию металла ОШЗ алюминиевого элемента расходуется -0,465 МДж/м2, медного - 0,448 МДж/м2. При этом расчетное (по формуле В. С. Седыха и Л. П. Соннова) значение = 0,78 МДж/м2. При сварке на тех же режимах по обратной схеме 1Уг для алюминия составляет 0,56 МДж/м2, для меди - всего 0,378 МДж/м2. Такое различие в энергиях, по нашему мнению, можно связать с большей инерционностью меди, обладающей соответственно большей плотностью.

Приняв во внимание факт пропорциональности выделившегося в некотором произвольном слое металла, отстоящего от линии соединения на расстояние у, тепла элементарной работе деформирования, а также сделав допущение, что тепло во всех слоях выделяется одновременно, несложно оценить тепловую ситуацию в ОШЗ сварного соединения, т.е. рассчитать начальные температурные поля. Так для произвольного слоя у его температура в начальный момент времени 1 = 0 будет равна

5А

где 5Лд - элементарная работа деформации.

С учетом (2) уравнение (5) принимает вид*:

срау ср

Теперь, зная закон изменения е(у) по толщине пластины, можно для произвольного сечения построить начальные температурные поля (рис. 3), анализ которых показывает, что сосредоточение пластической деформации в узкой околошовной зоне более прочного материала свариваемой пары приводит к нагреву его приконтактных слоев до более высоких температур и, как следствие, к возможному оплавлению за счет этого тепла менее прочного и, как правило, менее тугоплавкого материала свариваемой пары.

Следует отметить, что зависимость (6) является справедливой лишь для случая, когда тепла, выделившегося в некотором слое недостаточно для его нагрева до температуры плавления. В противном случае в (6) следовало бы ввести слагаемое, учитывающее тепловые затраты на расплавление.

Подобные факты наблюдаются и при сварке взрывом других композиций с входящими в их состав различающимися по физико-механическим свойствам материалами, например, алюминия со сталью, где при достижении некоторого уровня параметров соударения реализуется ситуация, когда в сварном шве образуются оплавы с низкой микротвердостью, сформированные преимущественно за счет алюминия. В этом случае появление в зоне соединения участков оплавленного алюминия связано с теплом, выделившимся в приконтактных слоях стали, температура которых выше но ниже Т^. Интенсификация режимов сварки, а, следовательно, повышение степени пластической деформации в ОШЗ приводит

к постепенному изменению стехиометрического состава оплавленного металла: в его формирование вовлекается все больше железа (до ~20%), а микротвердость увеличивается до 4500 ... 5000 МПа, что свидетельствует о присутствии здесь низкопластичных твердых интерметаллидных фаз системы А1„Рет. Последнее указывает на то, что достигнут такой уровень сдвиговой деформации, при котором тепла, выделившегося в стали, становится достаточным для расплавления ее приконтактных слоев.

Предложена математическая модель, основанная на рассмотрении действующих объемных источников тепла переменной по сечению мощности, позволяющая (при допущении, что тепло в каждом элементарном слое выделяется одновременно по окончании деформационных процессов за точкой контакта) оценить тепловую ситуацию (т.е. рассчитать температурные поля) в сваренном композите в любой момент времени после соударения.

Применение разработанной методики с прецизионными слоистыми моделями позволило достоверно оценить критические значения . Для этой цели один из свариваемых элементов (например, неподвижный) выполняли не монолитным, а состоящим из множества тонких горизонтально расположенных тонких пластинок (фольг), плотно, без зазора прилегающих друг к другу (рис. 4).

у, мм

Рис. 3. Распределение температуры в сечеиии сваренного взрывом медно-алюмннневого композита:

/ - к = 2600 м/с, к = 350 м/с; 2-Ук = 2000 м/с, Ус = 200 м/с

Рис. 4. Принципиальная схема определения критических сдвиговых деформаций в сваренных взрывом модельных пластинах

Основываясь на предположении, что схватывание (сварка) некоторых /-го и 1+1-го слоев происходит при выполнении на границе между ними условия

- Яша > путем сопоставления в выбранном сечении эпюр максимальных сдвигов с суммарной толщиной приваренных к метаемой пластине слоев «продольной» модели, оценивали искомую величину g¡£x (см. рис. 4).

Экспериментально показано, что величина критических максимальных сдвигов , соответствующая началу схватывания металлов, не является постоянной для конкретного материала, а зависит от интенсивности пластической деформации, которую можно охарактеризовать в первом приближении градиентом убывания £п,ах по толщине свариваемых пластин dgmtx/ciy. Последняя связана с g^ptx гиперболической зависимостью (рис. 5).

Обобщая экспериментальные данные различных авторов и ре-

Рис, 5. Зависимость критической величины максимальных сдвигов от интенсивности деформации металла ОШЗ при сварке взрывом алюминия

^Г/

зультаты собственных исследований, можно резюмировать, что пластическое течение металла в ОШЗ, с одной стороны, имеет решающую роль в формировании твердофазного соединения в условиях сварки взрывом, с другой, — подчиняется строгой закономерности с четко просматривающимися зависимостями от параметров сварки, открывая возможности путем варьирования последних целенаправленно управлять процессами активации контактирующих поверхностей и, тем самым, свойствами получаемых соединений.

3. Временные параметры сварки взрывом СКМ

Накопленный к настоящему времени обширный теоретический и экспериментальный материал неопровержимо свидетельствует о том, что в процессе высокоскоростного соударения металлических пластин затрачиваемая на пластическую деформацию приконтактных объемов металла работа или энергия, обуславливающая, в конечном итоге, качество сварного соединения, определяется совокупностью давления (изменяющегося во времени) и времени, в течение которого оно способно пластически продеформировать металл.

Для определения времени пластического деформирования металла ОШЗ использовали усовершенствованную методику В. И. Лысака и Ю, П. Трыкова, основанную на сравнении параметров волнового профиля в соединениях, полу-

ченных по традиционной плоскопараллельной и батарейной схемам (рис. 6), с варьированием толщины неподвижной пластины в пределах каждой серии опытов и изменением от серии к серии скорости соударения Ус, что позволяло реализовывать в некоторой рассматриваемой точке А различные условия формирова-

ГраннцаI Граница II

Рис. 6. Соударение слоев в композите при свар-ния соединения, обуславливаю- ке взрывом по схеме с одновременным двусто-щиеся взаимодействием импуль- ронним симметричным плакированием («бата-, _ч рейная» схема)

сов давления р, и рг (рис. 7).

Исходя из предположения, что при синхронном продвижении фронтов детонации по обоим зарядам на обеих границах пакета в поперечном сечении, проходящем через точку А, одновременно возникают импульсы давления рх и р2, распространяющиеся по толщине средней пластины навстречу друг другу,

несложно получить простую зависимость для определения времени прихода импульса давления в рассматриваемую точку с противоположной границы Т!.2:

(7)

С02

При этом время формирования соединения (время деформирования метал-

а) б) в)

Рис. 7. Характер взаимодействия импульсов давлений в точке А (см. рис. 6) от соударения на первой р\ и второй р2 границах композита

ла ОШЗ за точкой контакта) на границе I определяется промежутком, в течение которого на этой границе могут протекать пластические деформации в виде волнообразования или без него, т.е. когда давление в рассматриваемой точке превышает динамический предел текучести а*, и графически может быть представлено отрезком тс1. В случае, когда импульс от соударения на второй границе приходит в рассматриваемую точку границы I после того, как здесь произошел спад давления в импульсе р, ниже ст* (рис. 7, а), то появление второго импульса не может способствовать продолжению развития процессов схватывания, волнообразования и т.п., а процесс формирования соединения на границе / в этом случае заканчивается раньше, чем сюда приходит импульс с границы II.

Сопоставляя длительности Т|.2 и тС1 (см. рис. 7), можно довольно точно оценить время протекания деформационных процессов за точкой контакта (время формирования соединения) следующим образом. На сваренных взрывом образцах с различными толщинами неподвижной пластины 52 (как для случая сварки по плоскопараллельной, так и батарейной схемам) замеряли параметры волнового профиля и по результатам замеров строили графические зависимости, связывающие 52 и размеры образовавшихся в соединении волн. Характерная зависимость представлена на рис. 8, анализируя который можно заметить, что при увеличении толщины неподвижной пластины 52 при сварке по плоско-

параллельной и батарейной схемам характер изменения параметров волн в соединении различен.

В первом случае (сварка двухслойных образцов) длина волны X сначала интенсивно растет, достигая при некотором значении б2 максимальной величины и практически не изменяясь при дальнейшем увеличении толщины неподвижной пластины.

Совсем иным образом выглядят зависимости X, 2а =У(й2) для случая двустороннего симметричного плакирования (см. рис. 8, кривые 2), Здесь максимальные параметры волн реализуются при использовании тонких неподвижных пластин

(в нашем случае 62гш-„ = 2 мм); при увеличении толщины неподвижного элемента волны монотонно уменьшаются, и при некоторых значениях б2, различных при разных скоростях соударения, их размеры сравниваются с соответствующими параметрами волнового профиля, получаемого при плоскопараллельной схеме, т.е. реализуется ситуация, изображенная на рис. 7, а, когда импульсы р\ и р2 перестают взаимодействовать. В этом случае соединение на каждой границе композита формируется независимо друг от друга как при сварке по обычной плоскопараллельной схеме. Время тс = 52/с0, соответствующее этой толщине 52, можно считать временем сварки или временем деформирования металла ОШЗ за точкой контакта.

Экспериментально установлено, что время формирования соединения тс (даже при сварке одной конкретной пары материалов) не является постоянным, а существенно зависит от скорости соударения Ус (рис. 9). Пояснить факт такой корреляции тс и Ус можно следующим образом.

Очевидно, что изменение условий высокоскоростного соударения приведет к соответственному изменению величины пикового давления ртзх в импульсе, зависящего от Ус и изменяющегося во времени (согласно Г. Н. Эпштейну и О. А. Кайбышееу) по экспоненциальному закону. Естественно, что при этом

X, 2а, мм

I_I_I_I_I_I

О 0,77 1,54 2,3 3,08 т,.2, мкс тс=1,54 мкс

Рис. 8. Зависимость X, 2а на границах трехслойного соединения алюминиевых пластин от толщины средней пластины 8] (Т|.2): У, - 2450 м/с, Ус = 220 м/с; / - плоскопараллельная схема, 2 - схема С двусторонним симметричным плакированием (батарейная схема)

время пребывания металла ОШЗ под давлением, превышающим не-

сколько увеличится (см. рис. 10).

Параметр тс можно также трактовать как максимально возможное для конкретных условий сварки взрывом время действия положительных (сжимающих) напряжений в выбранном сечении зоны соединения, превышающих динамический предел текучести для данного металла а*, достичь которое возможно лишь при достаточно больших толщинах свариваемых пластин. Рассмотрим с позиции времени пластического деформирования металла ОШЗ за точкой контакта две возможные ситуации для случая сварки взрывом по плоскопараллельной схеме (рис. 11).

1. Время прихода волны разгрузки со стороны тыльной поверхности неподвижной пластины тр превышает тс. В этом случае все деформационные процессы в выбранном сечении успевают полностью завершиться, а в сварном соединении реализуются максимально возможные для данных параметров нагружения размеры волн.

2. Волна разгрузки придет раньше, чем давление в рассматриваемой точке, падая по экспоненте (р{>) = Ртпе"!<>), уменьшится до о?, т.е. тр<тс. Резкий спад давления в этом случае искусственно прерывает процессы пластического деформирования металла в ОШЗ, и параметры

2,25 Сталь V /

2,0 Хх /о

1,75 / 4 ^ Алюминий

1.5

200 400 600 м/с

Рис. 9. Влияние скорости соударения У, на

время формирования соединения тс при сварке взрывом стальных и алюминиевых образцов

К,<Гс2 К/

Тс] 1

Тс2

Рис. 10. Рост давления р и времени формирования соединения тс при увеличении скорости соударения К,

X, 2а, мм

2 4 6 8 5г, мм Рис. 11. Изменение параметров волнового профиля линии соединения при сварке взрывом двухслойных образцов от соотношения тр и те

волн в сварном соединении не достигнут максимально возможных для данных условий соударения значений.

Итак, становится очевидным, что размеры образующихся в соединении волн или, иными словами, объема продеформированного металла в прикон-тактных областей зависит от времени действия в зоне контакта давления, превышающего а*. С другой стороны, на параметры волн, как и на степень пластической деформации металла ОШЗ, значительное влияние оказывает скорость соударения Кс, о чем свидетельствуют многочисленные экспериментальные данные. Принимая во внимание пропорциональность пикового давления соударения ртах скорости Кс, а также учитывая то обстоятельство, что само давление р в зоне контакта не постоянно, а зависит от времени, можно полагать, что степень пластической деформации металла и связанные с ней, в частности, размеры волнового профиля будут определяться величиной так называемого деформирующего импульса, значения которого, исходя из предыдущих рассуждений, можно оценить по зависимостям (см. рис. 11):

прит„<тс = (8)

те

притр>тс /д= }рпте-т/еЛ = Рт„8(1-е-^), (9)

ч

С вводом понятия деформирующего импульса как интегрального параметра, учитывающего величину давления в зоне соударения и время его действия, появилась реальная возможность объяснения и количественного описания с новой точки зрения некоторых закономерностей, проявляющихся при сварке металлов взрывом. Рассмотрим с позиции реализации величины деформирующего импульса характер изменения размеров волн при варьировании толщины неподвижной пластины при сварке двухслойной композиции с постоянной скоростью соударения. Известно, что с увеличением толщины неподвижной пластины 52 параметры волнового профиля сначала растут до максимума, затем, начиная с некоторого значения 62, остаются постоянными при неограниченном ее увеличении (см. рис. 8,11). Эта ситуация поясняется рис. 12.

При реализации времени прихода волны разгрузки со стороны свободной поверхности нижней пластины, соответствующего трЬ давление в зоне соединения за это время изменится с ртах до ри а величина импульса /дЬ рассчитанная по (8) соответствует в этом случае площади, ограниченной фигурой О — Рта*—Р\ - тР1, так как приход волны разгрузки, как это было показано ранее, искусственно прерывает пластическое течение металла в ОШЗ (в зоне соединения

наблюдается «застывшая» его картина с соответствующими размерами волн).

Увеличение 62 или, что то же самое, тр ведет к соответствующему росту /д с вовлечением в пластическую деформацию больших объемов металла, причем линейное изменение 5; (или тр) вызывает все меньший и меньший прирост /д, что связано с интенсивным убыванием давления во времени. Как следствие этого — некоторое уменьшение темпа роста Я. и 2а с увеличением б2 (тр), фиксируемое экспериментально. Наконец, при снижении р до <3?, что соответствует времени тс на рис. 12, деформационные процессы в ОШЗ протекают в полном объеме (для данных условий соударения), а параметры волн достигают своих максимально возможных значений.

Подобные рассуждения применимы и для случая изменения скорости соударения пластин при их неизменной толщине (рис. 13) с той лишь разницей, что рост 1Д (и, как следствие, увеличение X. и 2а) происходит за счет смещения кривых р — Дт) вдоль оси давлений.

Таким образом, величину деформирующего импульса в общем случае можно регулировать либо путем варьирования толщин свариваемых пластин, либо изменением пикового давления в зоне соединени 20

Р

Рис. 12. Рост параметров волн (X, 2а) в зоне соединения при изменении величины деформирующего импульса /д за счет времени дей-

ствия давления

Рис. 13. Изменение величины деформирующего импульса давления 1Д за счет скорости соударения

за счет скорости соударения Кс. При ре-

шении же практических задач сварки взрывом конкретных композиций, когда толщины свариваемых элементов как правило строго лимитированы, единственно приемлемым остается второй путь.

Коль скоро величина /д определяет степень пластической деформации металла в приконтактной области и, в конечном счете, полноту протекания акти-вационных процессов, по-видимому должна существовать (по аналогии с критическими энергозатратами) некоторая критическая величина деформирующего импульса давления, ниже которой равнопрочность соединения реализовать невозможно. С целью определения ее количественного значения были поставлены серии опытов по сварке стальных пластин с изменением от серии к серии скорости соударения, а в пределах каждой серии — толщины неподвижной пластины, что позволило в широком диапазоне варьировать как величину пикового давлениярт1Х (2,98 ... 5,37 ГПа), так и /д (0,8 ... 6 кН-с/м2). При этом параметры сварки подбирались таким образом, чтобы остаточное давление продуктов детонации р„А ВВ было заведомо больше а* металла как в момент соударения пластин, так и по истечении времени тр, обеспечивая тем самым приход волны разгрузки в зону соединения в первую очередь со стороны неподвижной пластины.

В обобщенном виде выявленная закономерность, связывающая прочность сварного соединения Ст.З + Ст.З с величиной /д представлена на рис. 14. На эту же координатную плоскость нанесены экспериментальные точки, пересчитанные из собственных данных авторов и ряда других исследователей. Видно, что рост прочности сварного соединения начинается с ~0,9 ... 1 кН-с/м2, равнопрочной же указанная композиция становится, начиная с ~3,5 ... 3,7 кН-с/м2, что позволяет в первом приближении считать это значение критической величиной деформирующего импульса давления /дкр для данной пары материалов.

По сути величина /д позволяет с другой стороны посмотреть на энергетику формирования соединения в условиях высокоскоростного соударения металли-

Рис. 14. Влияние величины импульса давления /„ на прочность аотр стального биметалла:

Д — данные В. И. Лысака, А. И. Кривенцова, В. Г. Шморгуна, В. А. Пронина-, о — собственные данные автора

ческих пластин. Так давление р, действующее на приконтактные слои соединения в течение некоторого времени, совершает определенную работу по пластическому деформированию металла в них. При этом чем выше уровень давления и продолжительней его действие, тем большая часть кинетической энергии метаемого элемента ¡V энергии затрачивается на пластическую деформацию металла ОШЗ Щ, определяя, в конечном счете, энергетический баланс в системе. В отличие от весьма важного параметра энергетической группы М'2, который хоть формально и связан с условиями соударения и массовыми характеристиками (т.е. толщинами) свариваемых элементов, но описывает лишь в обобщенном виде конечный результат высокоскоростного взаимодействия, величина деформирующего импульса /л является некоторым «мостиком» к параметрам «микроуровня», связывая воедино давление в зоне контакта и время его действия с кинематикой и энергетикой процесса, с одной стороны, и степенью пластической деформации, полнотой протекания активационных процессов в зоне контакта и, в конечном итоге, прочностью соединения слоев, - с другой.

4. Кинетика соударения металлических элементов при сварке взрывом СКМ

Для случая сварки взрывом многослойных металлических композиционных материалов по ряду причин целесообразным является использование так называемой одновременной схемы, при которой часть энергии, выделяющейся при взрыве одного накладного заряда ВВ, затрачивается на пластическую деформацию металла на всех межслойных границах свариваемого пакета. При этом, если подходить к вопросу образования сварного соединения с энергетических позиций, то можно констатировать, что обеспечение высокой прочности соединения металлических пластин при их сварке взрывом по одновременной схеме плакирования требует строгой и точной дозировки энерговложений на всех его межслойных границах, необходимое для реализации равнопрочности соединения слоев, с одной стороны, и минимизации структурной и химической неоднородностей - с другой. Такое дозирование, осуществляемое посредством варьирования послойных скоростей соударения Ус„ является сложной задачей, решаемой, как правило, в довольно грубом приближении с применением расчетных моделей (без учета ударно-волновых процессов в системе соударяющихся элементов) (В. И. Беляев, В. Н. Ковалевский, Г. В. Смирнов, А. П. Сонное, Ю. П. Трыков, В. Г. Шморгун и др.). Согласно этим моделям, при сварке взрывом после некоторого /-го акта соударения пакет, сваренный из /+1 пластин, мгновенно приобретает некоторую конечную скорость полета, рассчитанную из

закона сохранения количества движения для изолированной системы. Следовательно, скорость соударения на второй и последующих границах композита не должны зависеть от установочного зазора между ними, что не подтверждается многочисленными экспериментальными данными. Предположение о скачкообразном изменении скорости полета пакета при присоединении к нему дополнительной массы (акт соударения) до скорости, рассчитываемой из закона сохранения количества движения, исключает из рассмотрения начальный участок разгона пакета, что не подтверждается экспериментально.

В связи с этим была предложена новая кинематическая модель соударения (рис. 15), для пояснения которой рассмотрим единичный акт взаимодействия метаемой пластины с расположенной под ней свободно с некоторым зазором второй пластиной. Если считать, что скорость полета пакета из этих двух про-взаимодействовавших пластин определяется скоростью движения тыльной поверхности второй пластины пакета (в конечном счете именно эта скорость и определяет условия соударения на последующей межслойной границе), а также учитывая, что эта поверхность в некотором рассматриваемом сечении вплоть до выхода на нее волны сжатия покоилась, то разгон пакета из двух пластин после их взаимодействия можно рассматривать начинающимся с нулевого значения скорости и заканчивающимся некоторой конечной величиной, зависящей от исходных условий. Таким образом, послойное изменение скоростей полета очевидно является не ступенчатым, а скачкообразным, причем зависимость ИС=1Д/;£) представляется семейством самостоятельных кривых разгона (см. рис. 15).

Для более детального изучения закономерностей разгона пластин в многослойных пакетах и установления количественных взаимосвязей между параметрами сварки взрывом и продолжительностью начальной стадии разгона пластин в пакете были поставлены серии однофакторных опытов, в рамках которых варьировались толщины свариваемых алюминиевых модельных пластин 5„ скорость детонации ВВ £> и фаза разгона метаемого элемента, характеризующаяся отношением А,/Н и количественно определяющая относительную величину остаточного давления р/рн (где р — остаточное давление продуктов детонации (ПД) на поверхности метаемой пластины в выбранный момент време-

Рнс. 15. Характер изменения послойных скоростей соударения при одновременной сварке взрывом че-тырехслойного пакета (модель)

ни т, ри - давление, действующее на поверхность метаемой пластины во фронте детонационной волны.

Степень влияния того или иного параметра оценивали сопоставлением длительностей начальных стадий разгона тн пакета из двух сваренных пластин при различных значениях варьируемого в заданном диапазоне параметра и сохранении остальных в каждой серии опытов без изменения. При этом во всех случаях строились расчетные и экспериментальные кривые разгона для каждой границы соударения, а также графические зависимости, характеризующие динамику изменения скорости движения тыльной поверхности сваренного пакета из двух пластин Гс2 =Дт) на начальной стадии разгона.

В обобщенном виде экспериментальные результаты можно изобразить в виде зависимости длительности начальной стадии разгона тн от давления ПД на поверхности свариваемой системы р/рн (где р - остаточное давление ПД, рц — давление во фронте детонационной волны) (рис. 16), представляющей собой некоторую область, верхняя граница которой соответствует большим массам свариваемых элементов и низким скоростям точки контакта, нижняя же граница, соответственно, меньшим массам элементов пакета и высоким скоростям точки контакта. Левая часть области относится к случаю полного разгона метаемой пластины продуктами детонации ВВ при сварке взрывом, а правая — соответственно к неполному ее разгону (р/рн» 0).

Задача расчетной оценки параметров соударения в многослойных системах металлических пластин при их сварке взрывом по одновременной схеме является весьма важной, поскольку величины послойных скоростей соударения Ка в пакете определяют деформационные и энергетические условия формирования соединения на каждой межслойной границе композита и, в конечном итоге, его конечные свойства. Как уже отмечалось ранее, в случае сварки взрывом по одновременной схеме плакирования происходит последовательное изменение Ус1 от границы к границе в соответствии с законами сохранения энергии и импуль-

Рис. 16. Зависимость длительности начальной стадии разгона пакета соударявшихся пластин на второй межслойной границе от относительного давления ПД

са, причем каждый новый слой, вовлекаемый в процесс соударения, первоначально находится в состоянии покоя, а под действием давления продуктов детонации происходит двухстадийный разгон сваренного пакета до скорости, обусловленной в основном параметрами заряда ВВ и зазором на /-той границе.

Разработанная математическая модель включает два самостоятельных этапа: на первом осуществляется расчет начальной стадии разгона пакета (интенсивного ускорения пакета из состояния покоя до скорости, определяемой законом сохранения импульса); на втором - расчет скорости полета пакета в пределах второй стадии разгона (плавного набора скорости за счет продолжающего действовать на поверхность пакета остаточного давления разлетающихся ПД).

Расчет начальной стадии разгона.

Основные положения и принципы расчетной модели состоят в следующем.

Скорость К,(т0)* подлета системы из / ранее сваренных пластин суммарной массой М; к неподвижной /+1-й пластине массой /и1+1 в момент т = т0 перед их соударением определяется импульсом сил ударяющей системы /,(т0) известным образом

(10)

м,

В этот же момент времени (т = х0) скорость тыльной (пассивной) стороны 1+1-й (ударяемой) пластины

= (11)

В конце начальной стадии разгона /+1-й пластины, т.е. в момент времени т = тк, скорости контактной У,(тк) и тыльной т„) поверхностей равны скорости всей системы из /+1 сваренных пластин суммарной массой - М, + тпь

определяемой в соответствии с законом сохранения исходного импульса сил:

<12>

Полагая, что масса /+1-Й пластины вовлекается в движение в процессе соударения не мгновенно, а так, что в текущий момент времени начальной стадии разгона т суммарная расчетная масса пакета из /+1 пластин Л-/р1+1 состоит из массы Л// ударяющей системы пластин и части массы ударяемой /+1-й пластины (рис. 17, б):

' В дальнейшем скорость К(та) будет трактоваться как скорость активной (ударяющей), иначе контактной поверхности системы из / пластин (для краткости изложения — /-й пластины) и й-1-й пластины.

<14)

где р = Р1+] (т) — функция, условно определяющая степень вовлечения массы /+1-Й пластины в перемещение путем ее деформирования (рис. 17, а), причем

ГО,т = т0, |1,т = тк. '

Гладкой функции р=р(т) придадим вид (см. рис. 17, а)

р=1-(1-т')\ (15)

где к> 1, п> 1; х = ———, те[0;1] — приведенное время начальной стадии разгона.

Разность количеств движения контактной Л/рК,(т) и тыльной Л/рК1+1(т) сторон /+1-Й пластины в любой момент времени т фазы разгона уравновешивается разностью импульсов сил /,(т0), /ш(т) соответственно в моменты времени т0 и т:

Щ (*)- М] = (то) - и М, (16)

где /,+1(т) — часть исходного импульса, приводящего в движение часть /+1-й пластины в момент времени т.

Из (16) с учетом начальных условий получаем выражение для определения скоростей тыльной стороны /+1-й пластины в период начальной стадии разгона [то, т*] (рис. 17, в):

= ^ (17)

М р

и ее контактной поверхности

= (18)

Текущей скорости Р]+1(т) соответствует импульс сил

%

/,♦,(*)=/Р(Т>/Т, (19)

•о

где функцию р{т) = р,(т) можно трактовать как контактное давление, необходимое для преодоления сопротивления материала /+1-й пластины при передаче движения от активной к ее пассивной поверхности. Функции р,(х) придадим вид (рис. 17, г)

Р, =Ро,(1~х1)\ (х>1^>1). (20)

е)

Рис. 17. Характер изменения функции р (а), массы тр (б), активной и пассивной скоростей пластин (в), контактного давления (г), импульса (д) и внешнего давления и удельного импульса (?) за интервал времени То - тк:

------с учетом действия импульса внешних сил в интервале [то, т,]

Если представить функцию р,(т) в виде биномиального сходящегося при т < 1 ряда, то после интегрирования (19) получим выражения для определения величины импульса и продолжительности начальной стадии разгона:

Хи +1

(21)

В рамках данной модели соударения несложно учесть действие дополнительного импульса внешних сил /вн, определяемого давлением рвн продуктов детонации на поверхность системы в период [т0, т] (рис. 17, е), например, по формуле:

(22)

¡'с/, м/с

в виде добавки к рассмотренным выше импульсам /,(т) и Л+хСт). Это может привести к увеличению расчетного значения скорости К,(тк), определяемого выражением (12), примерно на 20 ... 30%.

Итак, рассмотренная модель позволяет рассчитать продолжительность первой стадии разгона пакета из I сваренных пластин (зависимость (21)), а также скорость пакета в конце этой стадии (зависимость (12)) при условии правильного выбора настроечных коэффициентов к, п (15) н х, V (20).

По сути первая пара коэффициентов характеризует интенсивность нарастания присоединяемой массы к ударяющей пластине и не влияет на значение т,. В конечном итоге от со-

Лх, мм

Рнс. 18. Сопоставление расчетных и экспериментальных значений скоростей полета элементов пакета из двух алюминиевых пластин толщиной 3,8 + 3,8 мм:

/ - кривая разгона метаемой пластины; отношения кип зависит лишь крутиз- 2 и 3 - расчетные значения пассивной скоро-

на кривых Уа = _/(т) (рис. 18). Сопоставление экспериментальных данных с расчетом показывает, что вполне удовлетворительная их сходимость в диапазоне [т0; тк] обеспечивается при 2< л <4 и 1,1 < & <1,5.

сти пластин (кривые разгона сваренного духслойного пакета) для различных кип; А - момент соударения метаемой (первой) пластины со второй; й| — зазор на первой межслойной границе; = Ь\ + Иг; о - экспериментальные данные. Режимы нагружения: высота заряда 6ЖВ //=30 мм; скорость детонации £> — 3420 м/с

На расчетную длительность начальной стадии (т. — т0) существенное влияние оказывает коэффициент х, входящий в (20) и определяющий интенсивность спада контактного давления на текущей границе соударения р,. Установлено, что х (при постоянном у= 1,1) следует выбирать из диапазона 1,1...4, причем меньшие значения х соответствуют большим скоростям детонации (£> > 3000 м/с) и фазе «недоразгона» (А/Я < 0,1).

Расчет второй стадии разгона пакета.

Рассчитанные по приведенным выше зависимостям значения т„ и тк) являются исходными данными для определения скорости полета пакета пластин в пределах второй стадии разгона. При этом взаимодействие пластин будем считать полностью завершенным, а дальнейший разгон пакета будет осуществляться только за счет неизрасходованной части энергии заряда ВВ, определяемой величиной остаточного давления ПД на поверхность метаемой пластины р0„}

Расчетную методику удобно представить в виде некоторого алгоритма, выполнение которого позволяет рассчитать конечные скорости соударения на любой межслойной границе свариваемого взрывом композита. Рассмотрим последовательность выполнения расчетных операций на примере сварки взрывом трехслойной композиции (для иллюстрации можно использовать рис. 19).

а) б)

Рнс. 19. Графическая интерпретация расчетной молели послойного изменения скоростей соударения пластин в трехслойном пакете в координатах

/- П, =(16/27)(твв/«1);2-п1 =(16/27)[ОТвв/(т, +т2)]

5 В предельном случае при —> 0 (такая ситуация реализуется при А >>Н) и отсутствии сопротивления воздуха скорость полета пакета будет оставаться неизменной.

В первую очередь определяем скорость соударения первой пластины со второй КсЬ являющейся функцией скорости детонации, зазора на первой меж-слойной границе свариваемого пакета h\ и приведенного коэффициента нагрузки r|i (рис. 19, а, точка Л).

Рассчитываем время т0ь за которое метаемая (первая) пластина достигнет скорости Vc\ и соударится со второй пластиной :

По зависимости (23) определяем время завершения первой стадии разгона первых двух провзаимодейсгвовавших пластин пакета тк1 и строим часть кривой разгона пакета из двух пластин в пределах этой стадии (см. рис. 19, а, участок О'С). По сути величина тк1 косвенно характеризует часть энергии, израсходованной зарядом ВВ при заданных условиях к данному моменту времени, с учетом которой можно построить вторую часть кривой разгона двухслойного пакета, начиная с тк1, из следующих соображений. За это время (т*,) пластина массой, равной сумме масс двух первых соударившихся пластин т = т\ + т2, разогналась бы от нуля до некоторой скорости Ус\, рассчитанной, например, по зависимости

с подстановкой в нее времени т.! (см. рис. 19, а, точка В), а дальнейший ее разгон при т > тк, осуществлялся бы вдоль участка кривой ВВ' до соударения с третьей (неподвижной) пластиной спустя время х02 — тк]. Вполне очевидно, что характер реального разгона сваренного пакета из двух пластин, начиная с точки С, будет тем же, поэтому для нахождения скорости соударения на второй меж-слойной границе достаточно из точки С построить кривую СС', эквидистантную ВВ'. При этом ордината С'численно определяет Кс2.

Проведя аналогичные расчеты и построения, несложно создать картины скоростей и для последующих актов соударения и разгона в многослойной системе.

Для построения кривых разгона в более привычных и наглядных координатах И—У необходимо выполнить некоторые дополнительные расчеты. В этом случае после расчета времени тк] определяем расстояние й2', которое прошла бы за это время пластина массой, равной сумме масс двух первых соударившихся пластин т = т\+ т2:

(23)

(24)

т]0 Dt

/6 г

где

0' =

1 + -

а-еУ

(1 -t- 2т|2 )<Э'2 — 1 *

-к

2ч;

1+ \ИУ

(25)

(26)

и соответствующую этому времени (или зазору) скорость Ус\ (см. рис. 19, б, точка В).

Следующим шагом рассчитываем расстояние, пройденное тыльной поверхностью двухслойного пакета на первом этапе разгона за время т«| - Toi (см. рис. 19, а), т.е. часть установочного зазора на второй границе Дh2 (рис. 19 б):

Ah1=]y2(x)dz, (27)

Т0!

а не пройденное расстояние h\ = h2 - Ah2 добавляем к h\, определяя тем самым расстояние, которое прошла бы пластина массой m = mt + тг за время т02—t,i (см. рис. 19, б). Для полученного зазора или расстояния h\ + h'2 по уравнениям физики взрыва рассчитываем скорость полета этой пластины (см. рис. 19, б, точка В'), à затем, как и в предыдущем случае, переносим участок кривой разгона ВВ' в точку С. Ордината С' определяет скорость соударения на второй межслойной границе Ус2-

Созданные расчетные модели послужили основой для разработки принципов расчета и оптимизации режимов сварки взрывом металлических СКМ, которые были реализованы в виде специализированного программного модуля EW Cale (основной функциональный экран изображен на рис. 20), позволяющего существенно сократить процесс проектирования соответ-

IV

j\ï 1/. - .4 .'4

Рис. 20. Основной функциональный экран пакета прикладных программ по расчету и оптимизации параметров сварки взрывом многослойных металлических композиционных материалов ЕИ^Са1с

ствующих технологических процессов изготовления металлических композитов с гарантированным качеством соединения составляющих слоев.

5. Разработка технологических процессов изготовления с помощью сварки взрывом СКМ различного назначения

Результаты проведенных исследований легли в основу разработки и оптимизации ряда технологических процессов изготовления сваркой взрывом металлических композиционных материалов широкой номенклатуры и назначения. При этом расчет и оптимизация режимов сварки осуществлялся с применением разработанных программных средств с учетом кинематики разгона пластин в многослойных пакетах (для случая сварки взрывом трехслойных заготовок по одновременной схеме плакирования), особенностей пластического деформирования металла ОШЗ и тепловых процессов в окрестностях линии соединения (при сварке медно-алюминиевых композиций), времени деформирования и величины деформирующего импульса давления (при сварке по батарейной схеме) и ряда других выявленных и описанных в настоящей работе эффектов.

Для ракетно-космической корпорации «Энергия» им. С. П. Королева (г. Королев Московской области) оптимизирован технологический процесс получения трех- и пятислойных титано-алюминиевых плит - заготовок корпусов приборов антенно-фидерных устройств (АФУ) космической техники, позволивший по сравнению с ранее применявшимися уменьшить высоту заряда ВВ Н на ~15% при использовании более разбавленной смеси аммонита 6ЖВ с кварцевым песком и снизить энергозатраты на второй межслойной границе с -2,2 до —1,6 МДж/м2, что, в свою очередь, привело к снижению вероятности появления дефектов на этих границах и увеличению средней прочности слоев на отрыв композита с 85 до 110 МПа. По разработанной технологии сварено 15 штатных партий композиционных титано-алюминиевых плит, а изготовленные из них корпуса АФУ использовались в космических комплексах «Марс», «Союз», «Энергия-Буран», «Морской старт», «Мир», МКС и ряде других. Экономический эффект от внедрения в сопоставимых ценах 2005 г. составил более 2,23 млн. руб. В настоящее время все космические системы оснащаются композитными корпусами АФУ, получаемыми по данной технологии.

Для энергонасыщенных производств предприятий электрометаллургии и химического комплекса разработаны технологические процессы изготовления медно-алюминиевых и медно-стальных композиционных деталей и узлов, позволяющих благодаря реализации высоких служебных свойств композиций

(равнопрочность соединения слоев при минимальном развитии в ОШЗ структурной и химической микронеоднородностей) получить ощутимый эффект за счет снижения потерь электроэнергии в токоподводящих узлах, экономии дорогостоящих и дефицитных материалов, а также увеличения межремонтных сроков службы оборудования. Новые конструкции токоподводящих узлов, выполненных из сваренных взрывом композиционных материалов внедрены в акционерных обществах «Волгоградский алюминий», «Каустик» (г. Волгоград), Ка-мышинский филиал ОАО «Волгоградэнерго», Московский завод «Электрощит». Экономический эффект от внедрения составил в сопоставимых ценах 2005 г. около 7 млн. руб.

По техническим заданиям ОАО «Волгограднефтемаш», ОАО «Бормаш», ОАО «Борхиммаш» (оба - г. Борисоглебск Воронежской обл.), ОАО «Октябрь-скхиммаш», ОАО «Тамбовский завод химического машиностроения «Комсомолец» и ряда других предприятий разработаны промышленные технологические процессы сварки взрывом крупногабаритных биметаллических заготовок корпусов и трубных досок нефтегазохимических аппаратов и теплообменного оборудования различной номенклатуры и типоразмеров с гарантированными сплошностью и равнопрочностью соединения слоев композиционных материалов (табл.).

Сортамент биметаллических листов н плит, изготовленных сваркой взрывом в ВолгГТУ, для производства аппаратов переработки нефтегазового сырья

Марка стали или сплава [ Плакирующий слой ^ V Основной слой ) Толщина основного слоя, мм Толщина плакирующего слоя, мм Диапазон габаритных размеров, мм Варианты конечных изделий

Стали 12Х18Н10Т. 08X13 Стали 09Г2С, 16ГС, 12ХМ 20... 120 2,0... 12,0 500x1200 ... 1750x5500 Корпуса аппаратов

40 ... 60 5,0... 10,0 0650 ... 02350 Трубные доски

Лат/ни Л062. ЛОбЗ Стали 09Г2С, 16ГС, 12ХМ

Созданы и утверждены во ВНИИнефтемаш, Ростехнадзоре и Госстандарте соответствующие технические условия на биметалл с коррозионно-стойким плакирующим слоем, получаемый методом сварки взрывом.

Экономический эффект от внедрения сваренного взрывом биметалла на: ряде предприятий нефтехимического комплекса за период 1990...2005 гг. составил около 9,8 млн. руб.

Результаты исследований использованы также в виде создания перспективных технологических процессов изготовления с помощью точечной сварки взрывом трехслойных композиционных заготовок объемных панелей с заполнителем типа конических оболочек (КБ «Южное», г. Днепропетровск, Украина), а также формирования поверхностных интерметаллидосодержащих слоев на стальных деталях, обладающих повышенными износостойкими свойствами.

Созданный программный комплекс по расчету и оптимизации режимов сварки взрывом внедрен в Волг! "1У и на Подольском машиностроительном заводе им. С. Орджоникидзе, а также использовался при решении ряда технологических задач в рамках международных контрактов с ИЭС им. Е. О. Патона HAH Украины.

Суммарный экономический эффект, полученный при внедрении результатов настоящего диссертационного исследования на предприятиях машиностроительных отраслей, ракетно-космической техники, энергетики и цветной металлургии составил более 20 млн. руб. в сопоставимых ценах 2005 г. Доля автора в экономическом эффекте составила 60%.

ВЫВОДЫ

1. Путем анализа и обобщения многочисленных экспериментальных данных показано, что характер пластического деформирования металла околошовной зоны при сварке одно- и разнородных композитов существенным образом зависит от параметров сварки, что открывает возможности путем целенаправленного изменения последних управлять процессами активации контактирующих поверхностей и, тем самым, свойствами получаемых соединений. В частности, экспериментально установлено, что толщина слоя пластически проде-формированного металла прямо пропорциональна тангенциальной составляющей вектора скорости соударения свариваемых элементов, зависящей от соотношения скоростей соударения и точки контакта. Показано, что для околошовной зоны соединений с волновым профилем (в отличие от соединения с прямолинейной границей) характерна существенная неоднородность поля остаточных сдвиговых деформаций gmax не только по толщине сваренных элементов, но и в направлении вектора скорости точки контакта, проявляющаяся в периодическом чередовании зон металла с различным уровнем gm%, синхронизированным с параметрами волнообразования.

2. При сварке взрывом материалов с резко различными физико-механическими свойствами существенно большая степень локализации пластических деформаций проявляется в металлах, обладающих более высокими прочностными свойствами. Это приводит к нагреву приконтактных слоев последних до более высоких температур, и, как следствие, к возможному оплав-34

/г/

лению (при завышенных режимах сварки) менее прочного и, как правило, менее тугоплавкого металла свариваемый пары преимущественно за счет теплоты, выделившейся в приконтактных слоях более прочного металла.

3. Показано, что величина критических максимальных сдвигов , соответствующая началу схватывания металлов, не является постоянной для конкретного материала, а зависит от градиента убывания gmix по толщине свариваемых пластин dgmл>./dy. Последняя связана с гиперболической зависимостью.

4. Экспериментально установлено, что время деформировании металла околошовной зоны за точкой контакта тс при прочих равных условиях прямо пропорционально скорости соударения Кс, что объясняется изменением пикового значения давления в окрестностях точки контакта. Согласно предложенной деформационно-временной физической модели рост параметров волн, образующихся в зоне соединения (или, иными словами, объема продеформиро-ванного металла в приконтактных областях), обусловлен увеличением времени действия давления р, превышающего динамический предел текучести свариваемого материала.

5. В качестве интегрального параметра, характеризующего возможность протекания пластической деформации металла за точкой контакта при сварке взрывом, предложено использовать величину деформирующего импульса давления /л = $р^е'^с/т, определяемого давлением р и временем его действия т.

Показано, что величина /а по сути определяет энергетику процесса сварки взрывом, т.е. количество работы или энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию металла ОШЗ, и является инструментом, позволяющим целенаправленно управлять структурой и свойствами получаемых соединений. Установлено, что при сварке взрывом однородных стальных композиций равнопрочное соединение образуется при величине деформирующего импульса давления 7Д> 3,5 ... 3,7 кН с/м2, являющейся для этой пары металлов критической.

6. На основе детального изучения кинетики высокоскоростного взаимодействия металлических пластин в многослойном пакете с применением новой расчетно-экспериментальной методики установлено, что продолжительность начальной стадии разгона системы пластин на второй и последующих границах многослойного композита в зависимости от массы, фазы разгона и скорости детонации лежит в диапазоне 1,5 ... 10 мкс. ' " ,

7. Предложена принципиально новая математическая модель соударения элементов в многослойном пакете металлических пластин при сварке взрывом, базирующаяся на гипотезе постепенного вовлечения в движение массы ударяе-

мой пластины и позволяющая рассчитать интенсивность разгона пакета в пределах начальной (первой) стадии, а также ее длительность. Разгон пакета в пределах второй стадии осуществляется за счет неизрасходованной части энергии заряда взрывчатого вещества, определяемой величиной остаточного давления продуктов детонации на поверхность метаемой пластины рост, которая учитывается в разработанной расчетной методике.

8, Разработаны и обоснованы принципы расчета и оптимизации режимов сварки взрывом двух- и многослойных металлических композиционных материалов, базирующиеся на применении энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию металла околошовной зоны при высокоскоростном соударении, в качестве универсального критериального параметра, взаимоувязывающего свойства свариваемых материалов и режимы сварки, что послужило основой создания программного модуля по расчету и оптимизации параметров сварки взрывом металлических слоистых композитов, позволяющего существенно сократить процесс проектирования соответствующих технологических процессов изготовления металлических композитов с гарантированным качеством соединения составляющих слоев.

9. В результате проведенных исследований разработан ряд практических рекомендаций, позволяющих получать сваркой взрывом гарантированно бездефектные двух- и многослойные композиты из разнородных материалов с минимальным развитием на границе соединения структурной и химической неодно-родностей. Созданные технологические процессы, металлические слоистые композиты широкой номенклатуры, композитные заготовки, детали и узлы внедрены на предприятиях энергетики (ОАО Московский завод «Электрощит», ОАО «Волгоградэнерго», Волжская ГЭС и др.), ракетно-космического комплекса (РКК «Энергия» им. С. П. Королева), цветной металлургии (ОАО «Волгоградский алюминий, ОАО «Норильский никель»), нефтегазоперерабатываю-шей отрасли РФ (ОАО «Волгограднефтемаш», ОАО «Бормаш», ОАО «Каустик» и др.) позволило за счет экономии дорогостоящих и дефицитных материалов, повышения качества и надежности изделий получить экономический эффект более 20 млн. руб. в сопоставимых ценах 2005 г. Доля автора в экономическом эффекте составила 60%.

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в 206 работах, наиболее значительными среди которых являются следующие монографии, статьи в реферируемых журналах и изобретения:

1. Лысак В. И., Кузьмин С. В. Сварка взрывом: научная монография — М.: Машиностроение-!, 2005. - 544 с.

YX3

2. Lysak V. I., Kuzmin S. V. Explosive welding of metal layered composite materials: научная монография под ред. Б. Е. Патона. - Киев: изд. ИЭС им. Е. О. Патона HAH Украины, 2003.-127 с.

3. Комплексное исследование основных характеристик смесей аммонита №6ЖВ с кварцевым песком применительно к сварке взрывом / Ю. П. Бесшапошников, С. В. Кузьмин,

B. Е. Кожевников, В. И. Лысак и др. // Физика и химия обработки материалов. - 1992. -№2.

4. Кузьмин С. В., Лысак В. И., Стариков Д. В. Кинетика соударения металлических пластин в многослойном пакете при сварке взрывом // Прикладная механика и техническая физика. -1994. - №5.

5. Новые биметаллические переходные элементы для силовых электрических цепей /

C. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Ю. Г. Долгий и др. // Энергетик. - 1995. - №4.

6. Прочность свариваемых взрывом титано-алюминиевых композиционных материалов / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, В. С. Седых и др. // Физика и химия обработки материалов. —1997. — №1.

7. Система автоматизированного проектирования слоистых композиционных материалов, узлов и технологии их сварки взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, В. С. Седых и др. // Перспективные материалы. — 1997. - №5.

8. Опыт производства высококачественных биметаллов, композитных деталей и узлов конструкций с помощью сварки взрывом / Кузьмин С. В., Лысак В. И., Долгий Ю. Г. и др. // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. - 1998.-№ 1-2.

9. Кузьмин С. В., Лысак В. И., Долгий Ю. Г. Исследование закономерностей формирования соединений при точечной сварке взрывом // Автоматическая сварка. - 1999. - №8.

10. Сварка металлов взрывом. Композиционные материалы XXI века / В. И. Лысак, В. С. Седых, С. В. Кузьмин и др. //Наука производству. -2000. -№1.

11. Новая методика исследования пластической деформации металла в околошовной зоне свариваемых взрывом соединений / С. В. Кузьмин, Е. А. Чугунов, В. И. Лысак, А. П. Пеев // Физика и химия обработки материалов. - 2000. - №2.

12. Формирование соединения при сварке металлов взрывом / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Е. А. Чугунов, А. П. Пеев // Автоматическая сварка. - 2000. - №11.

13. Анализ кинетики формирования слоистых композиционных материалов при сварке взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий, В. А. Чувичилов // Физика и химия обработки материалов. - 2000. - №6.

14. Кузьмин С. В., Лысак В. И., Саломатин И. А. Методика оценки параметров разгона пластин в многослойном пакете при сварке взрывом // Автоматическая сварка. - 2001. -№3.

15. Основные закономерности деформирования металла околошовной зоны при сварке взрывом алюминия / С. В. Кузьмин, Е. А. Чугунов, В. И. Лысак, А. П. Пеев // Физика и химия обработки материалов. — 2001. - №3.

16. Энергосберегающие композиционные элементы токоподводящих узлов силовых электрических цепей / Е. А. Чугунов, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак и др. // Энергетик. - 2001. — №9.

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

18. Новые конструкции токоподводящего узла катодной секции электролизера алюминия / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, Лысак В. И. и др. // Цветные металлы. - 2002, - №8.

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

w

20. Особенности пластического деформирования металла околошовной зоны при сварке взрывом меди с алюминием / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Е. А. Чугунов // Физика и химия обработки материалов. - 2003. - №1.

21. К вопросу о времени формирования соединения при сварке металлов взрывом / С. В. Кузьмин, В. А. Чувичилов, В. И. Лысак, Ю. Г. Долгий // Перспективные материалы.-2003.-№3.

22. Новая методика исследования электрофизических свойств сваренных взрывом композитов / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, С. В. Поляков, В. И. Лысак // Физика и химия обработки материалов. - 2003. — №3.

23. Крашенинников С. В., Кузьмин С. В., Лысак В. И. Упрочнение поверхностей стальных деталей путем формирования интерметаллидосодержащих покрытий // Перспективные материалы. - 2004. - №2.

24. Пеев А. П., Кузьмин С. В., Лысак В. И. Распределение температуры в околошовной зоне при сварке разнородных металлов взрывом // Автоматическая сварка. — 2004. — №4.

25. Технико-экономическая эффективность применения новых конструкций композиционных токоподводов электролизера алюминия / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак и др. // Вестник машиностроения. - 2004. - №6.

26. Лысак В. И., Кузьмин С. В. Микронеоднородность сваренных взрывом соединений // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». - 2004. - №6. - вып. 1(13).

27. Расчет параметров соударения при сварке многослойных композиций / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, В. П. Багмутов, Т. Ш. Сильченко // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». - 2004. -№6. - вып. 1(13).

28. Ударно-волновое взаимодействие твердых тел при неплоском соударении / А. Н. Кри-венцов, В. И. Лысак, С. В. Кузьмин и др. // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». -2004.-№6. -вып. 1(13).

29. Кузьмин С. В. Оценка временных условий формирования соединения при сварке взрывом // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». — 2004. - №6. - вып. 1(13).

30. Экспериментальные исследования величины энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию при косом соударении металлических тел / С. В. Кузьмин, Е. В. Попов, В. И. Лысак, Т. Ш. Сильченко // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». — 2004. — №6.-вып. 1(13).

31. Крашенинников С. В., Кузьмин С. В., Лысак В. И. Исследование кинетики диффузионных процессов при контактном плавлении металлов в медно-титановом композите, полученном сваркой взрывом // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». - 2004. - №6. - вып. 1(13).

32. Расчет температурных полей при сварке взрывом / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, С. В. Хаустов // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». - 2004. — №6. - вып. 1(13).

33. Физические основы и области практического применения сварки металлов взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, А. Н. Кривенцов, В. И. Кузьмин // Наука производству. -2005.-№1.

34. Кузьмин С. В., Чувичилов В. А., Лысак В. И. Временные условия формирования соединения при сварке взрывом //Перспективные материалы. — 2005. -№1.

35. Исследование кинетики процесса контактного эвтектического плавления в сваренных взрывом титано-медно-стальных композитах / С. В. Крашенинников, С. В. Кузьмин,

B. И. Лысак, Н. И. Чистякова // Перспективные материалы. - 2005. - №3.

36. Кузьмин С. В. Кинетика разгона элементов многослойных пакетов металлических пластин при сварке взрывом // Автоматическая сварка. - 2005. - №6,- -.•

37. Багмутов В. П., Кузьмин С. В., Лысак В. И. Модель разгона металлических пластин при сварке взрывом многослойных пакетов // Физика и химия обработки материалов. -2005,-№6.

38. Способ изготовления сотовых конструкций: а. с. № 238388, СССР, МКИ В23 К20/08 /

C. В. Кузьмин, В. С. Седых, Ю. П. Трыков, Ю. Г. Долгий и др.; ВолгГТУ. -1985.

39. Способ изготовления биметаллических трубчатых переходников: а. с. № 1383634, СССР, МКИ В23 К20/08 / С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий, В. С. Седых, Ю. П. Трыков и др.; ВолгГТУ.-1986.

40. Способ контроля качества сварного соединения при сварке давлением: а. с. № 1446786, СССР, МКИ В23 К20/08 / П. В. Берсенев, С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий, В. С. Седых л. др.; ВолгГТУ. -1987. 'ф

41. Смесь для сварки взрывом: а. с. № 1462612, СССР, МКИ В23 К20/08 / В. Г UlMopryiC

B. И. Лысак, С. В. Кузьмин, В. С. Седых и др.; ВолгГТУ. -1987.

42. Способ точечной сварки взрывом: а. с. № 1543739, СССР, МКИ В23 К20/08 /

C. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Ю. Г. Долгий, В. С. Седых и др.; ВолгГТУ. - 1988.

43. Способ сварки взрывом циркония со сталью: а. с. № 1608993, СССР, МКИ В23 К20/08 / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, О. В. Земцов, В. С. Седых; ВолгГТУ. - 1989.

44. Способ двухстороннего плакирования: а. с. № 1700865, СССР, МКИ В23 К20/08 / П. В. Берсенев, С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий, В. И. Лысак и др. ; ВолгГТУ. - 1990.

45. Контактное соединение токоподвода к катодной секции электролизера: патент № 2085624 РФ, МКИ В23 К20/08 / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий, II. В. Берсенев и др.; ВолгГТУ. -1993.

46. Контактное соединение узла токоподвода к катодной секции электролизера: патент № 2165483 РФ, МКИ В23 К20/08 / А. П. Пеев, В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий и др. ; ВолгГТУ. -1999.

47. Способ получения износостойкого покрытия на поверхности стальных деталей: патент № 2202456 РФ, МКИ В23 К20/08 / С. В. Крашенинников, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Ю. Г. Долгий; ВолгГТУ. - 2003.

48. Способ получения композиционного материала: патент № 2235627 РФ, МКИ В23 К20/08 / Е. В. Попов, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, С,П. Писарев; ВолгГТУ. - 2003.

Личный вклад автора.

В представленных работах, большинство из которых выполнено в соавторе стве с другими исследователями, автором определены основные идеи и направления проводимых исследований [4, 9, 12, 13, 15, 17, 20, 21, 23, 24, 27, 29...32, 34...37], предложены и обоснованы новые методы исследования процессов, протекающих в условиях сварки взрывом металлических композитов [11, 14, 22], новые технические и технологические решения [5, 8, 16, 18, 25, 38...48], разработаны принципы автоматизации проектирования режимов сварки взрывом СКМ [7], осуществлено планирование экспериментов и обработка полученных данных [3, б, 28], проанализированы, обобщены и систематизированы результаты собственных исследований, а также других ученых и специалистов в области сварки металлов взрывом [1, 2, 10, 19, 26, 33].

Подписано в печать 30.08.2006. Формат 60*84 Хб.

Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 130 экз. Заказ 628.

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

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И РАСЧЕТНЫЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЯ ПРИ СВАРКЕ ВЗРЫВОМ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СКМ.

1.1. Сварка взрывом как процесс формирования соединения металлов в твердой фазе.

1.2. Основные технологические схемы и параметры процесса сварки металлов взрывом.

1.3. Деформационные процессы, протекающие в ОШЗ соединений при сварке взрывом.

1.4. Роль временного параметра в формировании соединений при сварке взрывом.

1.5. Модели, описывающие процессы соударения свариваемых элементов в многослойных пакетах металлических пластин.

1.6. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Основные материалы, применяемые в исследовании.

2.2. Экспериментальные методы определения параметров заряда ВВ и кинематических параметров сварки взрывом.

2.3. Методы исследования пластических деформаций в ОШЗ сваренных взрывом соединений.

2.4. Методика оценки времени формирования соединения при сварке металлов взрывом.

2.5. Механические, металлографические и электрофизические методы исследования свойств сваренных взрывом СКМ.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ МЕТАЛЛА В ОШЗ СВАРИВАЕМЫХ ВЗРЫВОМ СЛОЕВ.

3.1. Основные закономерности пластического деформирования металла в ОШЗ соединений однородных металлов.

3.2. Особенности пластического деформирования металла ОШЗ при сварке взрывом разнородных материалов.

3.3. Анализ энергетических и тепловых условий формирования соединений одно- и разноименных металлов при сварке взрывом.

3.4. К вопросу определения критических сдвиговых деформаций.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ

СВАРКИ ВЗРЫВОМ СКМ.

4.1. Определение времени пластического деформирования металла ОШЗ за точкой контакта.

4.2. Деформационно-временные условия формирования соединений при сварке взрывом.

4.3. К вопросу определения критических условий образования соединений при высокоскоростном деформировании.

Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. КИНЕТИКА СОУДАРЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ СВАРКЕ ВЗРЫВОМ СКМ.

5.1. Анализ условий послойного соударения металлических элементов при сварке взрывом СКМ.

5.2. Влияние основных параметров сварки взрывом на характер разгона металлических элементов в многослойном пакете.

5.3. Математическая модель соударения элементов в многослойном пакете металлических пластин при сварке взрывом.

5.4. Принципы расчета и оптимизации режимов сварки взрывом металлических СКМ.

5.5. Разработка программного модуля по расчету и оптимизации пара

КузьшнС В Докторская диссертацияОгчавление метров сварки взрывом.

Выводы к главе 5.

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ СВАРКИ ВЗРЫВОМ СКМ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

6.1. Оптимизация технологии сварки взрывом композиционных титано-алюминиевых заготовок корпусов антенно-фидерных устройств космической техники.

6.2. Разработка рациональных технологических процессов изготовления сваркой взрывом композиционных переходных элементов с медным плакирующим слоем.

6.2.1. Свариваемость меди с алюминием.

6.2.2. Технология сварки взрывом переходных медно-алюминиевых электроконтактных устройств для электролизеров алюминия и каустика.

6.2.3. Комбинированная технология изготовления крупногабаритных трехслойных медно-алюминиевых заготовок коммутационных устройств электрооборудования АЭС.

6.2.4. Технология изготовления высоковольтных медно-алюминиевых и стале-медных ножей-разъединителей силовых электрокоммутационных устройств.

6.3. Технология сварки взрывом крупногабаритных биметаллических листов с коррозионно-стойким слоем.

6.4. Исследование и разработка технологии точечной сварки взрывом.

6.5. Разработка технологии формирования поверхностных интерметал-лидосодержащих слоев на стальных деталях.

Выводы к главе 6.

Прогресс многих отраслей промышленности (и особенно таких наукоемких, как ракетно-космическая техника, энергетика, нефте- и газдобывающее и перерабатывающее машиностроение, электрометаллургия и др.) напрямую связан с широким внедрением новых материалов, сочетающих в себе высокие технико-эксплуатационные свойства, технологичность их изготовления и низкую себестоимостью производства. Проблемы создания новых перспективных материалов, в частности металлических слоистых композитов (СКМ), всегда относились к числу главных научно-технических приоритетов государства. Сварка взрывом, в силу присущих ей особенностей, является одним из эффективных путей создания высококачественных СКМ различных типов и назначения. Потребности промышленности в таких композитах интенсивно нарастают, что требует организации современного их промышленного производства, ориентированного на выпуск широкого спектра композитов.

При сварке взрывом образование соединения происходит в результате деформационного воздействия на соединяемые материалы, характеризующегося высокой скоростью их соударения при малой длительности процесса и вызывающего двухстадийную топохимическую реакцию, в результате протекания которой конечные свойства получаемых соединений определяются степенью, характером и временем деформации, что позволяет рассматривать сварку взрывом как обычный управляемый процесс, являющийся для ряда конструкций и сочетаний материалов безальтернативным технологическим решением и позволяющим получать качественные соединения (двух- и многослойные листы, плиты, трубы, переходники и т.п.).

Значительные успехи в познании этого сложного процесса достигнуты благодаря исследованиям таких ученых, как Седых В. С., Дерибас А. А., Каракозов Э. С., Кривенцов А. Н., Лысак В. И., Кудинов В. М, Михайлов А. Н., Бондарь М. П., Кобелев А. Г., Дремин А. Н., Захаренко И. Д., Пай В. В., Гордополов Ю. А., Трыков Ю. П., Кузьмин Г. Е., Сонное А. П., Добрушин Л.Д, Cowan G., Holtzman A., Crossland В., Bahrani А, Wittman R. Н., Ruppin D., Babul W., Schribman V., Hunt, J. H. и мн. др. российский и зарубежные исследователи [1 . 35], теоретически и экспериментально выявившим основные закономерности исследуемого процесса, изучившим влияние основных параметров сварки на свойства получаемых соединений, построившим энергетический баланс сварки взрывом двух- и многослойных композиционных материалов, обобщившим граничные условия сварки взрывом и др.

Анализ природы образования сварного соединения металлов в твердой фазе, к числу которых относится сварка взрывом, показывает что высокоскоростные деформационные процессы, протекающие в металле околошовной зоны, играют решающую роль в образовании физического контакта, активации поверхностей и, в конечном счете, схватывании металлов, что соответствует фундаментальным основам общей теории сварки давлением, сформированной в работах Э. С. Каракозова, Ю. Л. Красулина, Н. Н. Рыкалина, В. С. Седых, М. X. Шоршорова, В. П. Алехина и др. [36 . 44 и др.]

Вопросу исследования пластического течения металла в ОШЗ заслуженно уделялось большое внимание (М. П. Бондарь, А. Н. Кривенцов, В. И. Лысак, В. М. Оголихин, В. Г. Шморгун, А. П. Сонное и др. [16,45 . 49 и др.]). Однако, несмотря на разнообразие разработанных этими учеными методов исследования пластического деформирования металла в ОШЗ при сварке взрывом и большое количество полученных с их помощью экспериментальных данных, некоторые вопросы, имеющие принципиальное значение, остались еще недостаточно изученными. Это, в первую очередь, связано с недостаточной точностью применяемых методов, что потребовало дальнейшего их совершенствования, а также проведения более детальных и систематических исследований. Малоизученными являются особенности деформирования металла ОШЗ при реализации так называемых «низкоинтенсивных» (характеризующихся малыми скоростями точки контакта VK и большими углами соударения у) и околозвуковых режимов сварки взрывом, а также вопрос о критических значениях максимальных сдвигов. Практически неосвещенными остались вопросы, касающиеся пластического деформирования приконтактных слоев металлов в случае сварки материалов с резко различными физико-механическими свойствами, наиболее часто применяющихся на практике, а также процессов, протекающих в ОШЗ и обусловленных пластической деформацией, в частности, тепловых.

Процесс сварки металлов взрывом характеризуется конечным множеством взаимосвязанных и взаимозависимых параметров, обеспечивающих реализацию в зоне соединения условий, необходимых и достаточных для образования соединения. Наиболее детально и глубоко вопрос взаимосвязи параметров со свойствами получаемых соединений отражен в работах В. С. Седыха, В. И. Лысака, Ю. П. Трыкова, А. А. Дерибаса, В М. Кудимова, Ю. А. Конона, Л. Б. Первухина и др [4, 8, 10 . 12, 18, 21, 50 . 53 и др.]. В качестве обобщенного критерия качества сварного соединения предложено использовать величину энергии, затрачиваемую на пластическую деформацию металла Wi (В. И. Лысак, В. С Седых, А. Л Сонное, Ю. П. Трыков [16, 50 . 52, 54]). Тем не менее, следует отметить, что удельная энергия Wi, являясь интегральной величиной, способна характеризовать процесс сварки взрывом подобно сходной с ней величиной погонной энергии, используемой при анализе других способов сварки (ЭЛС, РДС, АФ и др.), не раскрывая особенностей протекания термодеформа-ционых процессов в зоне соударения, характеризующихся такими параметрами «микроуровня» как давление в зоне контакта р, время его действия т, степень деформации приконтактных слоев металла s, скорость деформирования ё, температура в зоне стыка Т. Количественное же взаимоувязывание энергетики процесса с перечисленными выше параметрами, пока не реализовано.

Решению задачи расчетной оценки параметров высокоскоростного соударения пластин при сварке взрывом посвящены многочисленные работы А. А. Дерибаса, К П. Станюковича, Г. Е. Кузьмина, В В. Пая, А. Н. Кривенцова, О. А. Деняченко, R. Gurney, В. И. Беляева, А. П. Корженевского, В. И. Лысака, Ю. П. Трыкова, А. П. Соннова, В. Г. Шморгуна, P. Н. Shao, D. Zhang, S. Al-Hasani [32, 35, 55 . 66] и др. Однако предложенные этими исследователями модели соударения пластин при сварке взрывом многослойных композитов, базирующиеся на мгновенном, скачкообразном изменении послойной скорости соударения, по целому ряду причин не отражают реальной феноменологии процесса, поэтому представляется актуальной и целесообразной постановка задачи разработки достоверных моделей сварки взрывом многослойных СКМ, учитывающих стадийность и особенности разгона пластин в многослойном пакете.

Итак, несмотря на значительные достижения в познании этого сложного процесса, проблема раскрытия механизма и кинетики формирования соединения при высокоскоростном соударении металлических пластин, установления взаимосвязей между параметрами сварки и конечными свойствами получаемых соединений является недостаточно изученными, что приводит к росту материальных и трудовых затрат при проектировании технологии сварки взрывом новых СКМ, что послужило основой для проведения фундаментальных научных изысканий в рамках сформулированных в работе цели и задач исследования.

В связи с изложенным целью настоящей работы является создание и внедрение на предприятиях энергетики, аэрокосмического комплекса, цветной металлургии научно обоснованных технологических процессов сварки взрывом СКМ и изделий из них широкой номенклатуры и назначения на основе исследования кинетики, деформационно-энергетических и температурно-временных условий формирования соединения при сварке металлических композиционных материалов.

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

1. Разработаны новые и усовершенствованы существующие методы исследования закономерностей пластического деформирования металла ОШЗ в сваренных взрывом композитах одно- и разнородных материалов; временных условий формирования соединений; электрофизических свойств СКМ электротехнического назначения.

2. На основе выявленных закономерностей пластического течения металла в приконтактных слоях металла при сварке взрывом определены энергетические и тепловые условия формирования соединений одно- и разнородных металлов, а также оценены величины критических сдвиговых деформаций, соответствующие нижней границе свариваемости. Определены деформационног временные, в том числе критические условия формирования свариваемых взрывом соединений.

3. На основе исследования кинетики соударения металлических пластин при сварке взрывом СКМ, а также влияния параметров нагружения на характер разгона элементов в многослойных системах разработана соответствующая математическая модель, созданы принципы расчета и оптимизации режимов сварки взрывом двух- и многослойных композитах, а также программный модуль, позволяющий проектировать и оптимизировать параметры исследуемого процесса.

4. Разработан на базе выполненных исследований комплекс научно обоснованных технологических процессов сварки взрывом СКМ различной номенклатуры и назначения, которые внедрены на ряде ведущих предприятий РФ.

Научная новизна состоит в создании научно обоснованных технических и технологических решений в области изготовления сваркой взрывом металлических композиционных материалов и разработке принципиально новых подходов к проектированию технологических процессов, базирующихся на учете выt явленных деформационно-энергетических, температурно-временных и кинематических условий и закономерностей формирования соединений.

На основе выявления и обобщения основных закономерности пластического течения металла в ОШЗ одно- и разнородных композициях экспериментально доказано, что толщина слоя деформированного металла прямо пропорциональна тангенциальной составляющей скорости соударения свариваемых элементов, зависящей от соотношения скоростей соударения и точки контакта. Установлено, что при сварке взрывом материалов с различными физико-механическими свойствами большая степень локализации пластических деформаций проявляется в металлах, обладающих более высокими прочностными свойствами, что приводит к сосредоточению тепловой энергии в узкой ОШЗ последних и, как следствие, к возможному оплавлению преимущественно за счет этого тепла менее прочного и, как правило, менее тугоплавкого материала свариваемой пары.

Показано, что величина критических максимальных сдвигов g^ , соответствующая началу схватывания металлов, не является постоянной для конкретного материала, а зависит от градиента изменения gmax по толщине свариваемых пластин dgmix jdy. Последняя связана с g*pax гиперболической зависимостью.

Экспериментально установлено, что время пластического деформирования металла ОШЗ за точкой контакта тс при прочих равных условиях прямо пропорционально скорости соударения Vc, что объясняется изменением пикового значения давления в окрестностях точки контакта. Согласно предложенной деформационно-временной физической модели рост параметров волн, образующихся в зоне соединения (или объема продеформированного металла в прикон-тактных областях), обусловлен увеличением времени действия давления р, превышающего динамический предел текучести свариваемого материала.

В качестве интегрального параметра, определяющего возможность протекания пластической деформации металла за точкой контакта при сварке взрывом, предложено использовать величину деформирующего импульса давления т, д = \pmne4"dx, определяемого давлением р и временем его действия т. Покато зано, что величина /д, предопределяя количество работы или энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию металла ОШЗ, является удобным физическим параметром и технологическим инструментом, позволяющим целенаправленно управлять структурой и свойствами получаемых соединений.

Установлено, что при сварке взрывом однородных композитов из малоуглеродистых сталей равнопрочное соединение образуется при величине деформирующего импульса давления /д> 3,5 . 3,7 кН-с/м , являющейся для этой пары металлов критической.

На основе детального изучения кинетики высокоскоростного взаимодействия металлических пластин в многослойном пакете установлено, что продолжительность начальной стадии разгона системы пластин на второй и последующих границах многослойного композита в зависимости от массы, фазы разгона и скорости детонации заряда ВВ лежит в диапазоне 1,5 . 10 мкс.

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований легли в основу разработки и оптимизации ряда технологических процессов изготовления сваркой взрывом металлических композиционных материалов широкой номенклатуры и назначения. При этом расчет и оптимизация режимов сварки осуществлялся с применением созданных программных средств с учетом кинематики разгона пластин в многослойных пакетах (для случая сварки взрывом трехслойных заготовок по одновременной схеме плакирования), особенностей пластического деформирования металла ОШЗ и тепловых процессов в окрестностях линии соединения (при сварке медно-алюминиевых композитов), времени деформирования и величины деформирующего импульса давления (при сварке по батарейной схеме) и ряда других выявленных и описанных в настоящей работе эффектов.

Разработан комплекс технологических процессов изготовления сваркой взрывом слоистых металлических композитов различной номенклатуры и назначения, экономический эффект от внедрения которых на ведущих предприятиях РФ превысил 20 млн. руб. в сопоставимых ценах 2005 г.

Диссертационная работа выполнялась в рамках межвузовских, межотраслевых и федеральных целевых научно-технических программ по направлениям «Развитие научного потенциала высшей школы», «Интеграция науки высшего образования», «Научно-инновационное сотрудничество», «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», «Инновационная деятельность высшей школы» и др.

Работа состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложения.

В первой главе дан критический анализ существующих представлений, методов исследования, расчетных моделей, описывающих процессы соударения свариваемых элементов в многослойных пакетах металлических пластин, рассмотрены основные схемы и параметры процесса сварки металлов взрывом.

Во второй главе приведены обоснование выбора материалов, основных методов исследования параметров процесса сварки взрывом, свойств соединений, а также описание новых разработанных методик исследования пластических деформаций в ОШЗ сваренных взрывом образцов, временных параметров сварки и электрофизических свойств биметалла.

В третьей главе рассмотрены особенности пластического деформирования металла околошовной зоны при сварке взрывом одно- и разнородных металлов, проведен анализ энергетических и тепловых условий формирования соединений, а также определены критические значения сдвиговых деформаций для алюминия.

Четвертая глава посвящена определению времени пластического деформирования металла ОШЗ за точкой контакта, исследованию деформационно-временных условий формирования соединения при сварке взрывом. Введен новый параметр, характеризующий возможность протекания пластической деформации металла за точкой контакта при сварке взрывом - деформирующий импульс давления /д, определена его критическая величина для случая сварки малоуглеродистых сталей.

В пятой главе на основе анализа условий послойного соударения металлических элементов при сварке взрывом СКМ, а также влияния основных параметров сварки взрывом на характер разгона металлических элементов в многослойном пакете, построена математическая модель, позволяющая достоверно рассчитывать кинематические параметры сварки. Изложены принципы расчета режимов сварки взрывом СКМ, послужившие основой для создания соответствующего программного модуля.

В шестой главе приведены примеры практического решения технологических задач создания композиционных материалов и узлов на основе выполненных исследований применительно к предприятиям энергетики, ракетно-космического комплекса, цветной металлургии, нефтехимического машиностроения и др.

Диссертационную работу завершают основные выводы. В приложении приведены копии актов внедрения, испытания, титульные листы разработанных технических условий и инструкций.

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в 206 работах, наиболее значительными среди которых являются следующие монографии, статьи в реферируемых журналах и изобретения:

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

2. Lysak V. I., Kuzmin S. V. Explosive welding of metal layered composite materials: научная монография под ред. Б. Е. Патона. - Киев: изд. ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины, 2003. - 127 с.

3. Комплексное исследование основных характеристик смесей аммонита №6ЖВ с кварцевым песком применительно к сварке взрывом / Ю. П. Бесшапошников, С. В. Кузьмин, В. Е. Кожевников, В. И. Лысак и др. // Физика и химия обработки материалов. - 1992. - №2.

4. Кузьмин С. В., Лысак В. И., Стариков Д. В. Кинетика соударения металлических пластин в многослойном пакете при сварке взрывом // Прикладная механика и техническая физика. - 1994. - №5.

5. Новые биметаллические переходные элементы для силовых электрических цепей / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Ю. Г. Долгий и др. // Энергетик. -1995.-№4.

6. Прочность свариваемых взрывом титано-алюминиевых композиционных материалов / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, В. С. Седых и др. // Физика и химия обработки материалов. - 1997. -№1.

7. Система автоматизированного проектирования слоистых композиционных материалов, узлов и технологии их сварки взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, В. С. Седых и др. // Перспективные материалы. - 1997. - №5.

8. Опыт производства высококачественных биметаллов, композитных деталей и узлов конструкций с помощью сварки взрывом / Кузьмин С. В., Лысак В. И., Долгий Ю. Г. и др. // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. - 1998. -№1-2.

9. Кузьмин С. В., Лысак В. И., Долгий Ю. Г. Исследование закономерностей формирования соединений при точечной сварке взрывом // Автоматическая сварка. - 1999. - №8.

10. Сварка металлов взрывом. Композиционные материалы XXI века / В. И. Лысак, В. С. Седых, С. В. Кузьмин и др. // Наука производству. - 2000. -№1.

11. Новая методика исследования пластической деформации металла в околошовной зоне свариваемых взрывом соединений / С. В. Кузьмин, Е. А. Чу-гунов, В. И. Лысак, А. П. Пеев // Физика и химия обработки материалов. -2000.-№2.

12. Формирование соединения при сварке металлов взрывом / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Е. А. Чугунов, А. П. Пеев // Автоматическая сварка. - 2000. -№11.

13. Анализ кинетики формирования слоистых композиционных материалов при сварке взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий, В. А. Чу-вичилов // Физика и химия обработки материалов. - 2000. - №6.

14. Кузьмин С. В., Лысак В. И., Саломатин И. А. Методика оценки параметров разгона пластин в многослойном пакете при сварке взрывом // Автоматическая сварка. - 2001. - №3.

15. Основные закономерности деформирования металла околошовной зоны при сварке взрывом алюминия / С. В. Кузьмин, Е. А. Чугунов, В. И. Лысак,

A. П. Пеев // Физика и химия обработки материалов. - 2001. - №3.

16. Энергосберегающие композиционные элементы токоподводящих узлов силовых электрических цепей / Е. А. Чугунов, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак и др. // Энергетик. - 2001. - №9.

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

18. Новые конструкции токоподводящего узла катодной секции электролизера алюминия / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, Лысак В. И. и др. // Цветные металлы».-2002.-№8.

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

20. Особенности пластического деформирования металла околошовной зоны при сварке взрывом меди с алюминием / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Е. А. Чугунов // Физика и химия обработки материалов. - 2003. -№1.

21. К вопросу о времени формирования соединения при сварке металлов взрывом / С. В. Кузьмин, В. А. Чувичилов, В. И. Лысак, Ю. Г. Долгий // Перспективные материалы. - 2003. - №3.

22. Новая методика исследования электрофизических свойств сваренных взрывом композитов / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, С. В. Поляков, В. И. Лысак // Физика и химия обработки материалов. - 2003. - №3.

23. Крашенинников С. В., Кузьмин С. В., Лысак В. И. Упрочнение поверхностей стальных деталей путем формирования интерметаллидосодержащих покрытий // Перспективные материалы. - 2004. - №2.

24. Пеев А. П., Кузьмин С. В., Лысак В. И. Распределение температуры в околошовной зоне при сварке разнородных металлов взрывом // Автоматическая сварка. - 2004. - №4.

25. Технико-экономическая эффективность применения новых конструкций композиционных токоподводов электролизера алюминия / А. П. Пеев, С.

B. Кузьмин, В. И. Лысак и др. // Вестник машиностроения. - 2004. - №6.

26. Лысак В. И., Кузьмин С. В. Микронеоднородность сваренных взрывом соединений // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений».

2004.-№6.-вып. 1(13).

27. Расчет параметров соударения при сварке многослойных композиций / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, В. П. Багмутов, Т. Ш. Сильченко // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». - 2004. - №6. - вып. 1(13).

28. Ударно-волновое взаимодействие твердых тел при неплоском соударении /

A. Н. Кривенцов, В. И. Лысак, С. В. Кузьмин и др. // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». - 2004. - №6. - вып. 1(13).

29. Кузьмин С. В. Оценка временных условий формирования соединения при сварке взрывом // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». -2004.-№6.-вып. 1(13).

30. Экспериментальные исследования величины энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию при косом соударении металлических тел / С.

B. Кузьмин, Е. В. Попов, В. И. Лысак, Т. Ш. Сильченко // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». - 2004. - №6. - вып. 1(13).

31. Крашенинников С. В., Кузьмин С. В., Лысак В. И. Исследование кинетики диффузионных процессов при контактном плавлении металлов в медно-титановом композите, полученном сваркой взрывом // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». - 2004. - №6. - вып. 1(13).

32. Расчет температурных полей при сварке взрывом / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, С. В. Хаустов // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия «Сварка взрывом и свойства сварных соединений». - 2004. - №6. - вып. 1(13).

33. Физические основы и области практического применения сварки металлов взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, А. Н. Кривенцов, В. И. Кузьмин // Наука производству. - 2005. - №1.

34. Кузьмин С. В., Чувичилов В. А., Лысак В. И. Временные условия формирования соединения при сварке взрывом // Перспективные материалы.

2005.-№1.

35. Исследование кинетики процесса контактного эвтектического плавления в сваренных взрывом титано-медно-стальных композитах / С. В. Крашенинников, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Н. И. Чистякова // Перспективные материалы. - 2005. - №3.

36. Кузьмин С. В. Кинетика разгона элементов многослойных пакетов металлических пластин при сварке взрывом // Автоматическая сварка. - 2005. -№6.

37. Багмутов В. П., Кузьмин С. В., Лысак В. И. Модель разгона металлических пластин при сварке взрывом многослойных пакетов // Физика и химия обработки материалов. - 2005. - №6.

38. Способ изготовления сотовых конструкций: а. с. № 238388, СССР, МКИ В23 К20/08 / С. В. Кузьмин, В. С. Седых, Ю. П. Трыков, Ю. Г. Долгий и др.; ВолгГТУ. - 1985.

39. Способ изготовления биметаллических трубчатых переходников: а. с. № 1383634, СССР, МКИ В23 К20/08 / С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий, В. С. Седых, Ю. П. Трыков и др.; ВолгГТУ. - 1986.

40. Способ контроля качества сварного соединения при сварке давлением: а. с. № 1446786, СССР, МКИ В23 К20/08 / П. В. Берсенев, С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий, В. С. Седых и др.; ВолгГТУ. - 1987.

41. Смесь для сварки взрывом: а. с. № 1462612, СССР, МКИ В23 К20/08 / В. Г. Шморгун, В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, В. С. Седых и др.; ВолгГТУ. - 1987.

42. Способ точечной сварки взрывом: а. с. № 1543739, СССР, МКИ В23 К20/08 / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Ю. Г. Долгий, В. С. Седых и др.; ВолгГТУ. - 1988.

43. Способ сварки взрывом циркония со сталью: а. с. № 1608993, СССР, МКИ В23 К20/08 / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, О. В. Земцов, В. С. Седых; ВолгГТУ. - 1989.

44. Способ двухстороннего плакирования: а. с. № 1700865, СССР, МКИ В23 К20/08 / П. В. Берсенев, С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий, В. И. Лысак и др.; ВолгГТУ. - 1990.

45. Контактное соединение токоподвода к катодной секции электролизера: патент № 2085624 РФ, МКИ В23 К20/08 / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий, П. В. Берсенев и др.; ВолгГТУ. - 1993.

46. Контактное соединение узла токоподвода к катодной секции электролизера: патент № 2165483 РФ, МКИ В23 К20/08 / А. П. Пеев, В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий и др.; ВолгГТУ. - 1999.

47. Способ получения износостойкого покрытия на поверхности стальных деталей: патент № 2202456 РФ, МКИ В23 К20/08 / С. В. Крашенинников, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Ю. Г. Долгий; ВолгГТУ. - 2003.

48. Способ получения композиционного материала: патент № 2235627 РФ, МКИ В23 К20/08 / Е. В. Попов, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, С. П. Писарев; ВолгГТУ.-2003.

Материалы работы докладывались на 23 всесоюзных и всероссийских совещаниях и конференциях; 20 международных и межреспубликанских конференциях и симпозиумах (1989 - Любляна, Югославия; 1990 - Сан-Диего, США; 1990 - Москва; 1992, 1996, 1998, 1999, 2001, 2004 - Волгоград; 1993 - Ростов-на-Дону; 1993 - Санкт-Петербург; 1995, 1997, 1999, 2002- Барнаул; 1995 -Эль-Пасо, США; 2000, 2002 - Пенза; 2002 - Варшава, Польша; 2003 - Харьков, Украина), а также на научных семинарах в ВолгГТУ.

На базе полученных теоретических и экспериментальных результатов разработан комплекс технологических процессов сварки взрывом, созданы соответствующие ТУ и ТИ и на этой основе изготовлены партии композиционных материалов, заготовок и узлов, внедрение которых на ряде ведущих предприятий машиностроительных отраслей, энергетики и цветной металлургии РФ позволило получить экономический эффект более 22 млн. руб. в сопоставимых ценах 2005 г.

В заключение приношу благодарность моему научному консультанту заслуженному деятелю науки РФ, лауреату премии Ленинского комсомола, профессору Лысаку Владимиру Ильичу, в значительной мере определившему научное мировоззрение автора, основные направления данного диссертационного исследования, проявившему постоянное внимание и помощь в выполнении работы.

Приношу также благодарность старшему научному сотруднику кафедры сварочного производства ВолгГТУ Долгому Юрию Георгиевичу за неоценимую помощь в практической реализации результатов диссертационного исследования, ценные советы и замечания.

Благодарю доктора технических наук, профессора Багмутова Вячеслава Петровича за содействие в разработке математической модели соударения элементов в многослойном пакете металлических пластин при сварке взрывом.

Выражаю также благодарность всем моим коллегам, в особенности сотрудникам кафедры сварочного производства ВолгГТУ, оказавшим конкретную помощь при выполнении работы и анализе полученных результатов.

Кроме того, автор навсегда останется благодарен своему первому учителю заслуженному деятелю науки и техники СССР, д-ру тех. наук, профессору Се-дыху Владимиру Семеновичу, под научным руководством которого были начаты многие исследования и их некоторые результаты представлены в настоящей работе.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Путем анализа и обобщения многочисленных экспериментальных данных показано, что характер пластического деформирования металла околошовной зоны при сварке одно- и разнородных композитов существенным образом зависит от параметров сварки, что открывает возможности путем целенаправленного изменения последних управлять процессами активации контактирующих поверхностей и, тем самым, свойствами получаемых соединений. В частности, экспериментально установлено, что толщина слоя пластически проде-формированного металла прямо пропорциональна тангенциальной составляющей вектора скорости соударения свариваемых элементов, зависящей от соотношения скоростей соударения и точки контакта. Показано, что для околошовной зоны соединений с волновым профилем (в отличие от соединения с прямолинейной границей) характерна существенная неоднородность поля остаточных сдвиговых деформаций gmax не только по толщине сваренных элементов, но и в направлении вектора скорости точки контакта, проявляющаяся в периодическом чередовании зон металла с различным уровнем gmax, синхронизированным с параметрами волнообразования.

2. При сварке взрывом материалов с резко различными физико-механическими свойствами существенно большая степень локализации пластических деформаций проявляется в металлах, обладающих более высокими прочностными свойствами. Это приводит к нагреву приконтактных слоев последних до более высоких температур, и, как следствие, к возможному оплавлению (при завышенных режимах сварки) менее прочного и, как правило, менее тугоплавкого металла свариваемый пары преимущественно за счет тепла, выделившегося в приконтактных слоях более прочного металла.

3. Показано, что величина критических максимальных сдвигов , соответствующая началу схватывания металлов, не является постоянной для конкретного материала, а зависит от градиента убывания gmax по толщине свариваемых пластин dg^/dy. Последняя связана с гиперболической зависимостью.

4. Экспериментально установлено, что время деформировании металла околошовной зоны за точкой контакта тс при прочих равных условиях прямо пропорционально скорости соударения Ус, что объясняется изменением пикового значения давления в окрестностях точки контакта. Согласно предложенг ной деформационно-временной физической модели рост параметров волн, образующихся в зоне соединения (или, иными словами, объема продеформиро-ванного металла в приконтактных областях), обусловлен увеличением времени действия давления р, превышающего динамический предел текучести свариваемого материала.

5. В качестве интегрального параметра, характеризующего возможность протекания пластической деформации металла за точкой контакта при сварке взрывом, предложено использовать величину деформирующего импульса давтс ления /д = Jpmaxe"t/9dT, определяемого давлением р и временем его действия т. ч

Показано, что величина /д по сути определяет энергетику процесса сварки взрывом, т.е. количество работы или энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию металла ОШЗ, и является инструментом, позволяющим целенаправленно управлять структурой и свойствами получаемых соединений. Установлено, что при сварке взрывом однородных стальных композиций равнопрочное соединение образуется при величине деформирующего импульса давления /д> 3,5 . 3,7 кН-с/м2, являющейся для этой пары металлов критической.

6. На основе детального изучения кинетики высокоскоростного взаимодействия металлических пластин в многослойном пакете с применением новой расчетно-экспериментальной методики установлено, что продолжительность начальной стадии разгона системы пластин на второй и последующих границах многослойного композита в зависимости от массы, фазы разгона и скорости детонации лежит в диапазоне 1,5 . 10 мкс.

7. Предложена принципиально новая математическая модель соударения элементов в многослойном пакете металлических пластин при сварке взрывом, базирующаяся на гипотезе постепенного вовлечения в движение массы ударяемой пластины и позволяющая рассчитать интенсивность разгона пакета в пределах начальной (первой) стадии, а также ее длительность. Разгон пакета в пределах второй стадии осуществляется за счет неизрасходованной части энергии заряда взрывчатого вещества, определяемой величиной остаточного давления продуктов детонации на поверхность метаемой пластины росг, которая учитывается в разработанной расчетной методике.

8. Разработаны и обоснованы принципы расчета и оптимизации режимов сварки взрывом двух- и многослойных металлических композиционных материалов, базирующиеся на применении энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию металла околошовной зоны при высокоскоростном соударении, в качестве универсального критериального параметра, взаимоувязывающего свойства свариваемых материалов и режимы сварки, что послужило основой создания программного модуля по расчету и оптимизации параметров сварки взрывом металлических слоистых композитов, позволяющего существенно сократить процесс проектирования соответствующих технологических процессов изготовления металлических композитов с гарантированным качеством соединения составляющих слоев.

9. В результате проведенных исследований разработан ряд практических рекомендаций, позволяющих получать сваркой взрывом гарантированно бездефектные двух- и многослойные композиты из разнородных материалов с минимальным развитием на границе соединения структурной и химической неодно-родностей. Созданные технологические процессы, металлические слоистые композиты широкой номенклатуры, композитные заготовки, детали и узлы внедрены на предприятиях энергетики (ОАО Московский завод «Электрощит», ОАО «Волгоградэнерго», Волжская ГЭС и др.), ракетно-космического комплекса (РКК «Энергия» им. С. П. Королева), цветной металлургии (ОАО «Волгоградский алюминий, ОАО «Норильский никель»), нефтегазоперерабатываю-щей отрасли РФ (ОАО «Волгограднефтемаш», ОАО «Бормаш», ОАО «Каустик» и др.) позволило за счет экономии дорогостоящих и дефицитных материалов, повышения качества и надежности изделий получить экономический эффект более 20 млн. руб. в сопоставимых ценах 2005 г. Доля автора в экономическом эффекте составила 60%.

1. Каракозов, Э. С. Сварка металлов давлением / Э. С. Каракозов. - М.: Машиностроение, 1986. - 378 с.

2. 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.

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

4. 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.

5. Айнбиндер, С. Б. Некоторые вопросы теории сцепления металлов при совместной пластической деформации / С. Б. Айнбиндер, Э. Ф. Клокова // Изв. АН Латв. ССР. 1958. -№12. - С. 141-154.

6. Айнбиндер, С. Б. Холодная сварка металлов / С. Б. Айнбиндер. Рига: Изд-во АН ЛатвССР, 1957. - 162 с.

7. Каракозов Э. С. Соединение металлов в твердой фазе. М.: Металлургия, 1976.-264 с.

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

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

10. Конон, Ю. А. Сварка взрывом / Ю. А. Конон, Л. Б. Первухин, А. Д. Чуднов-ский. -М: Машиностроение, 1987.-216 с.

11. Кудинов, В. М. Сварка взрывом в металлургии / В. М. Кудинов, А. Я. Коро-теев. М.: Металлургия, 1978. - 168 с.

12. Плакирование стали взрывом / А. С. Гельман, А. Д. Чудновский, Б. Д. Це-махович, И. Л. Харина. М.: Машиностроение, 1978. - 191 с.

13. Захаренко, И. Д. Сварка металлов взрывом / И. Д. Захаренко. Минск: На-вука i тэхшка, 1990. - 205 с.

14. Добрушин JI. Д. Разработка технологических процессов прецизионной сварки взрывом элементов металлоконструкций: дис. . д-ра техн. наук / Л. Д. Добрушин; ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. Киев, 2003. - 360 с.

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

16. Лысак В. И. Разработка методов и средств проектирования технологических процессов сварки взрывом металлических слоистых композиционных материалов: дис. . д-ра техн. наук / В. И. Лысак; Волгог. гос. тех. ун-т Волгоград, 1995.-306 с.

17. Кривенцов, А. Н. О роли пластической деформации металла в зоне соединения при сварке взрывом / А. Н. Кривенцов, В. С. Седых // Физика и химия обработки материалов. 1969. -№1.- С. 132-141.

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

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

20. Трыков, Ю. П. Свойства и работоспособность слоистых композитов / Ю. П. Трыков, В. Г. Шморгун. Волгоград: изд-во ВолгГТУ, 1999. - 190 с.

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

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

23. Babul, W. Niektore problemy Laczenia wybuchowego wydawnictwo / W. Babul // IMP. Warszawa, 1968. - 156 s

24. 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, №1445. - P. 123-136.

25. Balakrishna, H. K. Influence of Surface Integrity on the Quality of Explosive Welds / H. K. Balakrishna, V. C. Venkatech, P. K. Philip // Proc. Intern. Conf. on Product Engin.-New Dehli, 1977.-P. 1.35-1.44

26. Bergman, O. R. Experimental Evidence of Jet Formation during Explosive Cladding / 0. R. Bergman, G. R. Cowan, A. H. Holtzman // Trans. Metallurg. Soc. AIME. 1966. - V. 236, №5. - P. 646-653.

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

28. 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, №11.-P. 3145-3155.

29. Crossland, B. An experimental investigation of velocity imparted to tubes by an internal explosive charge / B. Crossland, P. A. Williams // Proc. 3 Internat. Conf. of the Centre for High Energy Forming. USA, Vail, Col. 1971. - P. 7.3. 1. -7.3. 18.

30. Schribman, V. An experimental investigation of the velocity of the flayer plate in explosive welding / V. Schribman, B. Crossland // Proc. 2 Internat. Conf. of the Centre for High Energy Forming. USA, Estes Park, Col. 1971. - P. 7.3.25-7.3.31.

31. Shao, P. H. Calculation on explosive bonding parameters of multiplayer plates under glancing detonation / P. H. Shao, Z. H. Zhou, G. H. Li // 6 Inter. Symp. Of Use Energy of Explosive. Praha, 1985. - P. 57-63.

32. Walsh, J. M. Limiting conditions for jet formation in high velocity conditions / J.M. Walsh, R. G. Shreffler, F. J. Willig // Journal of Applied Physics. 1953. -V. 24, No. 3. - P. 349-359.

33. Zhang, Dengxia. Research on movement of layer plate in explosive welding / Dengxia Zhang // Trans. China Weld. Inst. 1983. - V. 4, № 3. - P. 109-118.

34. Красулин, Ю. JI. Взаимодействие металла с полупроводником в твердой фазе / Ю. Л. Красулин. М.: Наука, 1971. - 119 с.

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. Рыкалин, Н. Н. Физические и химические проблемы соединения разнородных материалов / Н. Н. Рыкалин, М. X. Шоршоров, Ю. Л. Красулин // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1965. - Т. 1, №1. - С. 29-36.

37. 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. 89-97.

38. Шоршоров, М. X. Особые виды сварки / М. X. Шоршоров, Э. С. Каракозов,

39. B. А. Фоменко // Сварка. Т. 5 / ВИНИТИ АН СССР. 1972. - С. 46-152.

40. Карташкин, Б. А. О кинетике процесса образования соединения при сварке в твердом состоянии однородных металлов / Б. А. Карташкин, Э. С. Каракозов, М. X. Шоршоров // Физика и химия обработки материалов. 1968. - №3.1. C. 3-9.

41. К вопросу расчетной оценки режимов сварки давлением / М. X. Шоршоров, Ю. Л. Красулин, А. М. Дубасов и др. // Сварочное производство. 1967. - №7. -С. 14-17.

42. Мазур, А. И. Процессы сварки и пайки в производстве полупроводниковых приборов / А. И. Мазур, В. П. Алехин, М. X. Шоршоров. М.: Радио и связь, 1981.-224 с.

43. Шоршоров, М. X. Особенности взаимодействия между соединяемыми металлами под влиянием повышенной температуры и давления / М. X. Шоршоров, Э. С. Каракозов, Ю. В. Мякишев // Физика и химия обработки материалов.- 1971.-№6.-С. 68-74.

44. Бондарь, М. П. О пластической деформации в зоне соединения при плакировании взрывом / М. П. Бондарь, В. М. Оголихин // Физика горения и взрыва.- 1985. -Т. 21, №2.-С. 147-157.

45. О механизме пластической деформации при сварке взрывом / А. Н. Кри-венцов, В. С. Седых, И. П. Краснокутская и др. // Физика и химия обработки материалов. 1969. - №6. - С. 99-102.

46. Шморгун, В. Г. Исследование основных закономерностей процесса пластической деформации при сварке взрывом / В. Г. Шморгун // Сварочное производство. 2000. - №3. - С. 23-25.

47. Лысак, В. И. Определение критических границ процесса сварки взрывом /

48. B. И. Лысак, В. С. Седых, Ю. П. Трыков // Сварочное производство. 1973. -№5. - С. 6-8.

49. 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.

50. 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.

51. Дерибас, А. А. Физика упрочнения и сварки взрывом / А. А. Дерибас. Новосибирск: Наука, 1980. - 220 с.

52. Определение параметров соударения плоских тел, метаемых ВВ, в условиях сварки взрывом / А. А. Дерибас, В. М. Кудинов, Ф. И. Матвеенков, В. А. Симонов // Физика горения и взрыва. 1967. - Т. 3, №2. - С. 291-298.

53. 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.

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

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

56. О скорости движения метаемой пластины при взрывном нагружении / О. А. Деняченко, JI. И. Долженко, А. Н. Кривенцов и др. // Технология машиностроения: сб. трудов / ВолгПИ. Волгоград, 1970. - С. 85-90.

57. Gurney, R. W. The initial velocities of fragment bombs, shells and grenades / R. W. Gurney // BRL Report. 1943. - № 405. - P. 96-101.

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

59. Соннов, А. П. К расчёту параметров сварки взрывом многослойных соединений / А. П. Соннов, Ю. П. Трыков // Физика и химия обработки материалов. -1973.-№4.-С. 128-133.

60. Оценка параметров соударения при сварке взрывом многослойных композиций / В. Г. Шморгун, А. П. Соннов, Ю. П. Трыков, И. А. Ковалев // Металловедение и прочность материалов: межвуз. сб. науч. трудов / ВолгГТУ. Волгоград, 1997.-С. 20-25.

61. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов: пер. с англ.; под ред. М. А. Мейерса, JI. Е. Мурра. М.: Металлургия, 1984. - 512 с.

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

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

64. Коттрел, А. X. Дислокации и пластическое течение в кристаллах / А. X. Котрелл: пер. с англ. А. М. Штремеля; под ред. А. Г. Рахштада. М.: Ме-таллургиздат, 1958. - 267 с.

65. Каракозов, Э. С. Статистическая модель процесса активации при взаимодействии в твёрдой фазе / Э. С. Каракозов, Ю. В. Мякишев // Физика и химия обработки материалов. 1974. - №4. - С. 137-139.

66. Каракозов, Э. С. Взаимодействие металлов при магнито-импульсной сварке / Э. С. Каракозов, 3. А. Чанктветадзе, Н. М. Бериев // Сварочное производство.-1977.-№12.-С. 4-6.

67. Ван Бюрен. Дефекты в кристаллах: пер. с англ. / Ван Бюрен; под ред. А. Н. Орлова, В. Р. Регеля. М.: Иностранная литература, 1962. - 584 с.

68. Кочергин, К. А. Сварка давлением / К. А. Кочергин. Д.: Машиностроение, 1972.-216 с.

69. Френкель, Я. И. Введение в теорию металлов / Я. И. Френкель. Д.: Наука, 1972.-424 с.

70. Райнхард, Д. С. Взрывная обработка металлов: пер. с англ. / Д. С. Рай-нхард, Д. Ж. Пирсон. М.: Мир, 1966. - 266 с.

71. 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.

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

73. Кук, М. А. Наука о промышленных ВВ / М. А. Кук. М.: Недра, 1980. -453 с.

74. Комплексное исследование основных характеристик смесей аммонита №6ЖВ с кварцевым песком применительно к сварке взрывом / А. Д. Бабков, Ю. П. Бесшапошников, В. Е. Кожевников, В. И. Лысак и др. // Физика горения и взрыва.- 1992.-№2.-С. 107-108.

75. Лысак, В. И. Детонационные характеристики смесевых ВВ для сварки на основе аммонит №6ЖВ+наполнитель / В. И. Лысак, В. Г. Шморгун // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: межвуз. сб. науч. тр. / ВолгПИ. Волгоград, 1987.-С. 105-114.

76. Процессы обработки металлов взрывом / А. В. Крупин, С. Н. Калюжин, Е. У. Атабеков и др. М.: Металлургия, 1996. - 336 с.

77. 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.

78. Сварка крупногабаритных биметаллических листов с использованием сварочных аммонитов типа AT / А. В. Крупин, В. Я. Соловьев, А. Г. Кобелев и др. // Тр. Всесоюзной межвуз. научн. конф. по обработке металлов взрывом. М., 1980.-С. 79-81.

79. Аммониты для сварочных работ / JL В. Дубнов и др. // Физико-химические и взрывные процессы в машиностроении: тр. МВТУ- М. , 1973. №168. -С. 164-169.

80. Ишуткин, С. Н. Особенности детонации плоских зарядов смесевых ВВ / С. Н. Ишуткин, В. А. Симонов // Труды 4-го междунар. симп. по применению энергии взрыва для производства металлических материалов с новыми свойствами. ЧССР, 1979. - С. 386-397.

81. Дубнов, JI. В. Промышленные взрывчатые вещества / JL В. Дубнов, Н. С. Бухаревич, А. И. Романов. М.: Недра, 1988. - 358 с.

82. Оголихин, В. М. О некоторых особенностях детонации плоских зарядов уг-ленита Э-6 применительно к сварке взрывом / В. М. Оголихин // Физика горения и взрыва. 1983. - №2. - С. 99-101.

83. Медзяковский, Э. Б. Взрывчатые материалы для взрывной обработки металлов / Э. Б. Медзяковский, А. Г. Павлов // Применение энергии взрыва в сварочной технике / ИЭС им. Е. О. Патона. Киев, 1977. - С. 74-77.

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

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

86. 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.

87. Добрушин, JI. Д. К вопросу о нижней границе сварки взрывом / JL Д. Добрушин // Автоматическая сварка. 1979. - №6. - С. 64-65.

88. Гельман, А. С. Основы сварки давлением / А. С. Гельман. М.: Машиностроение, 1970.-312 с.

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

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

91. Исследование вязкости металлов при высокоскоростных соударениях / С. К. Годунов, А. А. Дерибас, И. Д. Захаренко, В. И. Мали // Физика горения и взрыва. 1971. - Т. 7, №1. - С. 135-142.

92. Стефанович, Р. В. Пластическая деформация металлов и ее связь с критическими режимами при сварке взрывом / Р. В. Стефанович // Порошковая металлургия. Минск, 1978. - С. 51-56.

93. Смирнов-Аляев, Г. А. Анализ пластического деформирования металлов методом микроструктурных измерений / Г. А. Смирнов-Аляев, В. М. Розенберг //Инженерный сб./Институт механики АН СССР. 1951.-Т. 10.-С. 38-49.

94. Седых, В. С. Определение местной деформации при сварке взрывом / В. С. Седых, А. П. Соннов, В. Г. Шморгун // Изв. вузов. Чёрная металлургия. -1984.-№11.-С. 136.

95. Сварка взрывом / А. А. Дерибас, В. М. Кудинов, Ф. И. Матвеенко, В. А. Симонов//Физика горения и взрыва. 1967. -№1.- С. 111-117.

96. Ефремов, В. В. К определению верхней границы области сварки взрывом / В. В. Ефремов, И. Д. Захаренко // Физика горения и взрыва. 1976. - Т. 12, №2. -С. 255-260.

97. Дремин, А. Н. Наблюдение процесса волнообразования при высокоскоростном косом соударении пластин методом отражённого света / А. Н. Дремин,

98. A. Н. Михайлов // Сб. докл. 4-го международного симпозиума по использованию энергии взрыва. Готвальдов (ЧССР), 1979. - С. 29-35.

99. Михайлов, А. Н. Времена развития волнообразования при сварке металлов взрывом / А. Н. Михайлов, А. Н. Дремин // Труды II совещ. по обработке материалов взрывом. Новосибирск, 1981. - С. 67-69.

100. Определение времени формирования соединения при сварке взрывом /

101. B. И. Лысак, Ю. Г. Долгий, В. С. Седых, Ю. П. Трыков // Автоматическая сварка. 1987. - №8 (Деп. рук.).

102. Эпштейн, Г. Н. Высокоскоростная деформация и структура металлов / Г. Н. Эпштейн, О. А. Кайбышев. М.: Металлургия, 1971. - 200 с.

103. Беляев, В. И. Методика анализа динамических характеристик процесса сварки взрывом листовых материалов / В. И. Беляев, В. В. Зубарь, А. П. Корже-невский // Применение энергии взрыва в сварочной технике / ИЭС им. Е. О. Патона. Киев, 1977. - С. 53-57.

104. Алюминиевые сплавы. Промышленные деформируемые, спеченные и литейные алюминиевые сплавы: справочное руководство. М.: Металлургия, 1972.-552 с.

105. Гуляев, А. П. Металловедение / А. П. Гуляев. М.: Металлургия, 1977 -647 с.

106. Колачев, Б. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов / Б. А. Колачев, В. А. Ливанов, В. И. Елагин. М.: Металлургия, 1972.-480 с.

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

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

109. 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.

110. 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.

111. 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.

112. 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.

113. Пашков, П. О. Пластичность и разрушение металлов / П. О. Пашков. JL: Судпромгиз, 1950. - 260 с.

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

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

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

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

118. Цемахович, Б. Д. Исследование пластической деформации при сварке взрывом / Б. Д. Цемахович, А. С. Гельман // Сварка взрывом: труды АНИТИМа. 1972.-Вып. 7.-С. 21-29.

119. Золотаревский, В,С. Механические испытания и свойства металлов / В. С. Золотаревский. М.: Металлургия, 1974. - 302 с.

120. Гольке, В. Физические исследования высокоскоростного деформирования металлов / В. Гольке // Физика быстропротекающих процессов / Под ред. Зла-тина Н. А. М., 1971. - Т. 2. - С. 69-100.

121. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. М.: Наука, 1964. - 608 с.

122. Карслоу, Г. Теплопроводность твердых тел / Г. Карслоу, Д. Егер. М.: Наука, 1964.-425 с.

123. 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.

124. Шморгун, В. Г. Разработка технологии сварки взрывом титана со сталью по затратам энергии на пластическую деформацию в зоне соединения: дис. . канд. техн. наук / В. Г. Шморгун: Волгогр. политехи, ин-т. Волгоград, 1987. -163 с.

125. Пронин В. А. Обоснование и Разработка технологии сварки взрывом Электротехнических узлов из пластичных металлов зарядами пониженной мощности: дис. канд. техн. наук / В. А. Пронин; Волгог. политех, ин-т Волгоград, 1986.-230 с.

126. Лабораторные работы по сварке / под ред. Г. А. Николаева. М.: Высшая школа, 1977.-320 с.

127. Александров, Е. В. Прикладная теория и расчеты ударных систем / Е. В. Александров, В. Б. Соколинский. М.: Наука, 1969. - 199 с.

128. Физический энциклопедический словарь / под ред. А. М. Прохорова. М.: Сов. энцикл., 1983. - 928 с.

129. Соннов, А. П. Влияние исходной прочности соединяемых металлов на режимы их сварки взрывом / А. П. Соннов // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: межвуз. сб. науч. трудов / ВолгПИ. Волгоград, 1989. - С. 3-7.

130. Седых, В. С. Определение «нижней границы свариваемости» металлов при сварке взрывом / В. С. Седых, А. П. Соннов // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: межвуз. сб. науч. трудов / ВолгГТУ. Волгоград, 1995. -С. 63-66.

131. Смелянский, В. Я. К вопросу о расчете режимов сварки взрывом разнородных металлов / В. Я. Смелянский, М. Т. Рыскулов, В. Е. Кожевников // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: межвуз. сб. науч. трудов / ВолгПИ. Волгоград, 1986. - С. 54-62.

132. Гилл, Ф. Практическая оптимизация / Ф. Гилл, У. Моррей, М. Райт: пер. с англ. М.: Мир, 1985. - 509 с.

133. Химмельблау, Д. Прикладное нелинейное программирование / Д. Хим-мельблау: под ред. М. JI. Быховского; пер. с англ. И. М. Быховской, Б. Г. Вавилова. М.: Мир, 1975. - 534 с.

134. Соболь, И. М. Метод Монте-Карло / И. М. Соболь. М.: Наука, 1978. -64 с.

135. Сухарев А. Г. Курс методов оптимизации / А. Г. Соболев, А. В. Тимохов,

136. B. В. Федоров. М.: Наука, 1986. - 328 с.

137. Тодоров, Р. П., Кюнстлер J1. И., Бакалов Г. И. Биметаллические контакты / Р. П. Тодоров, JI. И. Кюнстлер, Т. И. Бакалов. М.: Металлургия, 1976. - 87 с.

138. Дзекцер, Н. Н. Монтаж контактных соединений в электроустановках: справочник электромонтажника / Н. Н. Дзекцер, В. А. Кингель, J1. Г. Саргсян; под ред. А. Д. Смирнова; 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1995. -208 с.

139. Афанасьев, В. В. Разъединители / В. В. Афанасьев, Э. Н. Якунин. -JL: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1979. 216 с.

140. Афанасьев, В. В. Конструкции выключающих аппаратов высокого напряжения / В. В. Афанасьев. Л.: Энергия, Ленинград, отд-ние, 1969. - 640 с.

141. Цветные металлы. Свойства. Сортамент. Применение: Справочник / М. Ф. Баженов, С. Г. Байгман, С. М. Миллер и др.; под ред. М. Ф. Баженова. -М.: Металлургия, 1993. 208 с.

142. Рябов, В. Р. Сварка разнородных металлов / В. Р. Рябов, Д. М. Рабкин,

143. C. Н. Гуревич. Киев: Технжа, 1975. - 208 с.

144. Хансен, М. Структуры двойных сплавов: пер. с англ. / М. Хансен, К. Ан-дерко; под ред. И. И. Новикова, И. Л. Рольберга. М.: Металлургия, 1962. -Т. 1.-608 с.

145. Теоретические основы сварки: учебное пособие / В. В. Фролов, В. А. Винокуров, В. Н. Волченко и др. ; под ред. В. В. Фролова. М.: Высшая школа, 1970.-592 с.

146. Макаров, И. М. Возврат электросопротивления в микропластической меди, полученной методами интенсивного деформирования / И. М. Макаров // Материаловедение. 1999. - №9. - С. 47-53.

147. Чувильдеев, В. Н. Температура рекристаллизации чистых металлов /

148. B. Н. Чувильдеев, В. И. Копылов, И. М. Макаров // Материаловедение. 1999. -№10.-С. 9-13.

149. Экспериментальное определение области сварки взрывом биметалла сталь-медь / С. Н. Ишуткин, В. В. Пай, В. А. Симонов, В. М. Оголихин // Применение энергии взрыва в сварочной технике / ИЭС им. Е. О. Патона. Киев, 1985.- 181 с.

150. Keller, К. Beitrage zum Explosieveplattieren / К. Keller // Zeitschrift fur Me-tallkunde. 1968. - V. 59. - S. 4-6.

151. Ишуткин, С. H. Исследование теплового воздействия ударно-сжатого газа на поверхность соударяющихся пластин / С. Н. Ишуткин, В. И. Кирко,

152. B. А. Симонов // Физика горения и взрыва. 1980. - №6. - С. 69-73.

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

154. Crossland, В. An experimental investigation of velocity imparted to tubes by an internal explosive charge / B. Crossland, P. A. Williams // Proc. 3 Internat. Conf. of the Centre for High Energy Forming. USA, Vail, Col. 1971. - P. 7.3.1.-7.3.18.

155. Бердыченко, А. А. Теоретические основы сварки взрывом в среде защитных газов / А. А. Бердыченко, JI. Б. Первухин // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: межвуз. сб. науч. Трудов / ВолгГТУ. Волгоград, 2002.1. C. 134-151.

156. Richter, U. Grundlagen und Anwendung des Sprengsplattierens / U. Richter, J. F. Roth // Die Naturwissenshaften. 1970, Bd. 57. -№10. - S. 487-493.

157. Годунов, С. К. Волнообразование при сварке взрывом / С. К. Годунов, А. А. Дерибас, Н. С. Козин // Прикладная механика и техническая физика. -1971.-№3.-С. 63-72.

158. Акц. заявка Японии №48-20976, МКИ В23к 19/00. Заявл. 12. 07. 63, опубл. 25.06. 73.

159. Камэси, М. Сварка взрывом HABW как новый способ плакирования металлов / М. Камэси, Ф. Томиясу // Кэммикару Эндзинияринту. 1964. - Т. 9, №2.-С. 146-153.

160. Томиясу, Ф. Исследование сварки взрывом HABW / Ф. Томиясу, М. Ино-уэ, К. Такахаси // Есэцу гаккайси. Journal of the Japan Welding Society. 1964. -T. 33, №3. - C. 305.

161. Ruppin, D. SprengschweiBen von Metallen. Untersuchung zum Plattieren mit Hilfe zentralen Zundeinleitung / D. Ruppin // For. Ber. VDl-Zeitschrift. 1966. -№11.- S. 41.

162. Михайлов, A. H. Экспериментальное изучение скорости полета пластины, метаемой продуктами взрыва скользящей детонации / А. Н. Михайлов,

163. A. Н. Дремин // Физика горения и взрыва. 1974. - Т. 10, №6. - С. 877-884.

164. Белоусов, В. П. Повышение стойкости к абразивному износу стальных деталей путем плакирования их взрывом тонколистовым титаном с последующим переводом его нагревом в карбиды титана и интерметалл иды / В. П. Белоусов,

165. B. И. Кузьмин, А. Н. Кривенцов // Слоистые композиционные материалы 98: сб. трудов конф. / ВолгГТУ. - Волгоград, 1998. - С. 211-212.

166. Кобелев, А. Г. Диффузионные износостойкие покрытия на медных изделиях и заготовках под холодную обработку давлением / А. Г. Кобелев,

167. B. Е. Кузнецов, Титлянов А. Е. // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. - №12. - С. 30-33.

168. Строение, свойства и применение металлидов / под. ред. И. И. Корнилова. -М.: Наука, 1974.-256 с.

169. Семенов, А. П. Вопросы получения температуроустойчивых антифрикционных и износостойких покрытий методом контактного эвтектического плавления / А. П. Семенов // Защитные высокотемпературные покрытия. JL, 1972. -С. 121-126.

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

171. Лысак, В. И. Классификация технологических схем сварки металлов взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин // Сварочное производство. 2002. - №9.1. C. 33-39.

172. Кузьмин, С. В. Методика оценки параметров разгона пластин в многослойном пакете при сварке взрывом / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, И. А. Сало-матин // Автоматическая сварка. 2001. - № 2. - С. 20-24.

173. Кузьмин, С. В. Новая методика исследования пластической деформации металла в околошовной зоне свариваемых взрывом соединений / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Е. А. Чугунов, А. П. Пеев // Физика и химия обработки материалов. 2000. - №2. - С. 54-60.

174. К вопросу о времени формирования соединения при сварке металлов взрывом / С. В. Кузьмин, В. А. Чувичилов, В. И. Лысак, Ю. Г. Долгий // Перспективные материалы. 2003. - №3. - С. 89-94.

175. Новая методика исследования электрофизических свойств сваренных взрывом композитов / А. П. Пеев, С. В. Поляков, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак // Физика и химия обработки материалов. 2003. - №3. - С. 60-63.

176. Новые биметаллические переходные элементы для силовых электрических цепей / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, Ю. Г. Долгий и др. // Энергетик.- 1995.-№4.-С. 7-10.

177. Основные закономерности деформирования металла околошовной зоны при сварке взрывом алюминия / Е. А. Чугунов, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, А. П. Пеев // Физика и химия обработки материалов. 2001. -№3. - С. 39-44.

178. Кузьмин, С. В. Особенности пластического деформирования металла околошовной зоны при сварке взрывом меди с алюминием / С. В. Кузьмин, А. П. Пеев, В. И. Лысак, Е. А. Чугунов // Физика и химия обработки материалов. -2003.-№1.-С. 71-76.

179. Пеев, А. П. Распределение температуры в околошовной зоне при сварке разнородных металлов взрывом / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак // Автоматическая сварка. 2004. - №4. - С. 9-12.

180. Кузьмин, С. В. Кинетика соударения металлических пластин в многослойном пакете при сварке взрывом / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Д. В. Стариков // Прикладная механика и техническая физика. 1994. -№5. - С. 173-175.

181. Lysak, V. I. Explosive welding of metal layered composite materials / V. I. Ly-sak, 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.

182. Кузьмин, С. В. Кинетика разгона элементов многослойных пакетов металлических пластин при сварке взрывом / С. В. Кузьмин // Автоматическая сварка. 2005. - №6. - С. 29-32.

183. Багмутов, В. П. Модель разгона металлических пластин при сварке взрывом многослойных пакетов / В. П. Багмутов, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак // Физика и химия обработки материалов. 2005. - №6. - С. 47-51.

184. Лысак, В. И. Система автоматизированного проектирования слоистых композиционных материалов, узлов и технологии их сварки взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, В. С. Седых и др. // Перспективные материалы. 1997. -№5.

185. Сварка металлов взрывом. Композиционные материалы XXI века / В. И. Лысак, В. С. Седых, С. В. Кузьмин и др. // Наука производству. 2000. - №1.

186. Физические основы и области практического применения сварки металлов взрывом / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, А. Н. Кривенцов, В. И. Кузьмин // Наука производству. -2005. -№1. С. 17-21.

187. Прочность свариваемых взрывом титан-алюминиевых композиционных материалов / В. И. Лысак, С. В. Кузьмин, В. С. Седых и др. // Физика и химия обработки материалов 1997. - № 1. - С. 76-79.

188. 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.

189. Новые конструкции токоподводящего узла катодной секции электролизера алюминия / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, Лысак В. И. и др. // Цветные металлы. -2002.-№8.

190. Технико-экономическая эффективность применения новых конструкций композиционных токоподводов электролизера алюминия / А. П. Пеев, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак и др. // Вестник машиностроения. 2004. - №6. - С. 7780.

191. Кузьмин, С. В. Исследование закономерностей формирования соединений при точечной сварке взрывом / С. В. Кузьмин, В. И. Лысак, Ю. Г. Долгий // Автоматическая сварка. 1999. - №8. - С. 5-12.

192. Крашенинников, С. В. Упрочнение поверхностей стальных деталей путем формирования интерметаллидосодержащих покрытий / С. В. Крашенинников, С. В. Кузьмин, В. И. Лысак // Перспективные материалы. 2004. - №2. - С. 8387.