Исследование и создание слоистых металлических композиционных материалов для электрометаллургического оборудования тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

На правах рукописи

Г [

оголихин

Виктор Михайлович

Г

РГБ ОД

г Б АВГ 2008

ИССЛЕДОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ СЛОИСТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

01 02 04 - механика деформируемого твердого тела

01 02 06 - динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доетора технических наук

Новосибирск - 2008

и

003445545

Работа выполнена в Конспрукторско-технологическом филиале Института гидродинамики им М.А Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук

Научный консультант

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Яковлев Игорь Валентинович

доктор физико-математических наук, профессор

Корнев Владимир Михайлович,

доктор технических наук Курлаев Николай Васильевич,

доктор технических наук Кузьмин Сергей Викторович

Ведущая организация Пермский государственный технический университет

Зашита состоится 29 сентября 2008 г в 15-30 на заседании диссертационного совета Д003 54 02 в Институте гидродинамики им М А Лаврентьева СО РАН по адресу пр-т Лаврентьева, 15, г Новосибирск, 6300090

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института гидродинамики им М А Лаврентьева СО РАН

Автореферат разослан «_» _2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, д т н. М А Леган

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Современное развитие промышленности напрямую связано с широким внедрением новых материалов, сочетающих в себе высокие технико-эксплуатационные свойства, технологичность изготовления и низкую себестоимость производства В машиностроении, энергетике и электрометаллургии создание новых перспективных материалов, в частности, металлических слоистых композитов, всегда было одним из приоритетных направлений развития В электрометаллургии увеличение выпуска цветных металлов, стали, ферросплавов, тугоплавких металлов в значительной степени зависит от интенсивности производства и сроков эксплуатации электротермического и электролизного оборудования Составной частью интенсификации производства является ускоренное внедрение в промышленность страны ресурсосберегающих технологий Особое значение имеет экономия металлов как основных материалов отраслей машиностроения Одним из эффективных путей решения этой проблемы является широкое применение слоистых металлических композитов, позволяющих значительно снизить металлоемкость конструкций и одновременно оптимизировать эксплуатационные характеристики машин и агрегатов В ряде конструкций оптимальные эксплуатационные свойства можно получить лишь при условии применения составных или комбинированных узлов из разнородных металлов (слоистых композитов) Из таких металлов изготавливается не вся конструкция, а лишь те участки, которые испытывают воздействие силовых нагрузок, температур или агрессивных сред

Существенная экономия дорогостоящих и дефицитных металлов и сплавов достигается в слоистых композитах благодаря наличию определенных сочетаний физических и механических свойств, которыми не обладает каждый элемент в отдельности Широкие возможности создания таких материалов обеспечивает сварка взрывом, как принципиально новая технология получения неразъемных соединений, при реализации которой индивидуальные свойства соединяемых металлов не имеют определенного значения для получения высоко-

3

г-

J

прочного соединения поверхностей площадью в несколько квадратных метров с широким диапазоном толщин свариваемых слоев.

Соединение металлов и сплавов в результате развитой пластической деформации соединяемых поверхностей при их высокоскоростном соударении за счет энергии взрывчатых веществ получило краткое, принятое во всем мире название «сварка взрывом» по аналогии со сваркой плавлением, сваркой трением, сваркой давлением и т д В этом процессе взрывчатое вещество выполняет роль энергоносителя и не более Сам же процесс образования соединения происходит в рамках законов упругопластического деформирования материалов, что подтверждается формой и свойствами соединяемых поверхностей В этом смысле дискуссионным остается вопрос, к какому виду сварки этот процесс отнести - к сварке давлением или сварке плавлением. Но эти вопросы в диссертации не обсуждаются, т к используется возможность образования соединения между различными металлами и сплавами как факт, не вдаваясь в модели и механизмы возникновения неразъемного соединения Сварка взрывом как технологический процесс, использующий исключительно дешевый источник энергии (взрывчатые вещества (ВВ) на основе аммиачной селитры), успешно применяется для получения крупногабаритных слоистых композитов в виде двух- и многослойных заготовок под прокат, биметаллических листов, плит и трубных заготовок различного диаметра

Примером эффективности слоистых композитов является использование биметалла медь-сталь в электроплавильных агрегатах большой единичной мощности, в которых осуществляется переход металлов в жидкое состояние с последующей кристаллизацией К таким агрегатам относятся рудотермические печи мощностью до 80 МВт для производства ферросплавов, абразивных материалов, медных и никелевых концентратов, дуговые сталеплавильные печи емкостью до 200 т жидкой стали, крупнейшие в мире установки для электрошлакового переплава, дуговые вакуумные тигли для выплавки тугоплавких металлов - титана, циркония, тантала, электронно-лучевые и плазменно-дуговые установки различного назначения

Электрометаллургические процессы производства металлов и сплавов характеризуются одновременным воздействием интенсивных тепловых потоков, статических и вибрационных нагрузок на основные рабочие узлы установок Очевидно, что интенсивный и равномерный по площади отвод тепла из зоны расплава к охлаждающей среде мог бы обеспечить сравнительно тонкий слой меди, обладающий высокой теплопроводностью и исключающий возможность локальных перегрузок поверхности, которая ограничивает объем жидкого металла Однако при высоких температурах медь имеет малую прочность, что определяет ее повышенный расход при создании цельномедных конструкций В этих условиях биметалл медь-сталь является единственным слоистым композитом, обладающим высокой электро- и теплопроводностью меди и прочностными свойствами стали Помимо существенной экономии меди по сравнению с цельномедными конструкциями, стальной слой биметалла позволяет не только обеспечить необходимый уровень прочности элементов конструкции при интенсивных термомеханических воздействиях, но и использовать наиболее простые технологические и конструктивные решения при изготовлении и монтаже установок в целом

Составной, но самостоятельной частью электрометаллургии является электрохимическое получение металлов и неметаллических материалов методом электролиза В промышленных масштабах алюминий, магний, калий, хлор и др получают электролизом из расплавленных солей при 700 1000 °С Производственный процесс электролиза связан с большим расходом электроэнергии на производство единицы продукции Надежность и экономичность электролизного оборудования в значительной степени зависит от материалов, применяемых при изготовлении основных узлов и деталей Биметалл сталь-алюминий широко используется в конструкциях анодных штырей электролизеров по производству алюминия, биметалл алюминий-медь применяется в качестве переходников и шин в электролизерах по производству алюминия и хлора Качество соединения исходных металлов между собой в композиционном материале напрямую определяет потери электроэнергии при электролизе и, тем самым, зада-

ет расход электроэнергии, необходимый для производства единицы продукции в каждом электролизере Все выше перечисленное дает основание считать актуальной задачу разработки технологии сварки слоистых композиционных материалов на основе стали, меди и алюминия для электрометаллургического оборудования, решение которой в значительной степени будет способствовать увеличению выпуска стали, ферросплавов, цветных металлов, специальных сплавов и других материалов в нашей стране

Цель работы. Разработка научно-обоснованной технологии изготовления слоистых композиционных материалов на основе стали, меди и алюминия для деталей и узлов электрометаллургического оборудования на базе исследования процесса высокоскоростного деформирования соединяемых металлов, развитой пластической деформации в зоне соединения и изучения физических и прочностных свойств материалов и их соединений с учетом воздействия условий изготовления и последующей эксплуатации

Научная новизна. Для оптимизации параметров получения крупногабаритных композиционных заготовок экспериментально определена область сварки взрывом биметалла медь-сталь в координатах (ук, у), где Ук - скорость точки контакта, у - углом соударения Установлено, что значения Ук, при которых происходит отклонение нижней границы от прямой (у = Т ±0,5°) в сторону больших У, связаны со скоростью звука в свариваемых металлах и образованием в зоне соединения расплавов, которые зависят от теплопроводности меди Разработана методика определения пластической деформации металла на узких участках (до 0,5 мкм) околошовной зоны сварных соединений, недоступных для известных методик, основанная на использовании двойников отжига в качестве реперов Показано, что качество соединения зависит от толщины области интенсивного пластического течения, которое определяется параметрами соударения Ук,у Установлено, что тепловые воздействия на биметалл медь-

сталь, имитирующие условия эксплуатации электротермического оборудования, не дают снижения прочности соединений ниже прочности меди

Установлено прочность соединения медь-сталь в сварном шве зоны соединения достигает 444 469 МПа и превышает предел прочности меди в исходном состоянии примерно на 200 %

s

Для создания водоохлаждагощих полостей в биметалле разработана технология вырубки специальных полостей в метаемой заготовке в процессе полета и косого соударения при получении композиционного материала с использованием пластин-ножей шаблонов при соотношении t/St> 2 , где t - толщина ножа шаблона, 5Х - толщина метаемой заготовки, исключающая трудоемкую операцию фрезерования полости

Разработана технология создания полостей в композиционном материале из специальных зон непровара, получаемых в композиционном материале, и их последующего гидравлического раздутия в канал

Созданы конструкция сталеалюминиевого штыря, технология его изготовления и оборудование для производства с использованием взрывного соединения композиционных сталеапюминиевых штырей алюминиевых электролизеров с минимальным падением напряжения на контактах алюминий-сталь, не превышающим 180 мВ при силе тока 300 А

Разработана и обоснована технология изготовления слоистых композиционных материалов различной формы при пакетном и рулонно-спиральном расположении свариваемых элементов

Практическая значимость. Результаты проведенных исследовании легли в основу разработки и оптимизации ряда технологических процессов изготовления металлических композиционных материалов широкой номенклатуры и назначения При этом разработка технологий и оптимизация параметров соединения крупногабаритных заготовок осуществлялась с учетом особенностей пластического деформирования металла околошовной зоны и тепловых процессов, сопровождающих получение биметалла и его последующую эксплуатацию в

узлах и деталях электрометаллургического оборудования. Все технические разработки выполнены на уровне изобретений, значительная часть которых внедрена в производство Справка об использовании результатов и акты внедрения находятся в приложении к диссертации

Апробация работы. Материалы работы докладывались на международных, всесоюзных и всероссийских конференциях и симпозиумах (1987 г - Киев, 1985 г - Москва, Минск, 1988 г - Волгоград, Минск, Барнаул, 1984 г - США, 1985 г - Чехословакия, Франция, 1984 г - Югославия, 1990 г. -Новосибирск, 1999 г - Байкальск, 2003 г - Томск, Екатеринбург, 2005 г - Алма-Ата, 2006 г - Белово, Новосибирск), а также на научных семинарах ВолГТУ, БГТУ и ИГиЛ СО РАН

Публикации. По теме диссертации опубликовано 80 работ, в том числе 11 статей в журналах из перечня ВАК для обязательной публикации результатов докторской диссертации, 10 работ в сборниках трудов международных конференций и симпозиумов, 34 изобретения

Работа состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложения, содержит 247 машинописных страниц текста, 119 рисунков, 25 таблиц, 203 наименований литературных источников и 3 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 ОПЫТ И ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ (ЭТО)

Конструктивные особенности ЭТО требуют получения биметалла медь-сталь в виде крупногабаритных листовых и цилиндрических заготовок с площадью соединения до 8 м2 и толщиной медного слоя от 5 до 150 мм, стального -от 2 до 80 мм Основными способами получения неразъемных соединений разнородных металлов в настоящее время является сварка и пайка Биметалл медь-сталь относится к классу композитов, исходные компоненты которого имеют существенно различные физико-механические свойства Кроме того, медь и

сталь имеют ограниченную взаимную растворимость в твердом состоянии, плохую смачиваемость в жидком и сильно различающиеся температуры кристаллизации. Все это в значительной мере ограничивает возможность соединения данных металлов традиционными способами сварки

Сварка взрывом позволяет получать биметаллические материалы в листовых и цилиндрических заготовках с теоретически неограниченной площадью соединения и широким диапазоном свариваемых толщин исходных металлов Несмотря на практически мгновенное протекание процесса сварки взрывом (продолжительность порядка 10~бс), в области соударения происходят процессы, необходимые для образования новых атомных связей и прочного соединения металлов Эти процессы можно регулировать путем изменения параметров соударения свариваемых заготовок и У (- скорость метания), за счет подбора соответствующих взрывчатых веществ (ВВ), веса зарядов и применения разных схем сварки взрывом Качество и надежность свариваемых соединений зависит от степени пластической деформации металлов в зоне соударения и характера образующейся связи

В установках ЭТО биметалл медь-сгаль используется в узлах и деталях, подвергаемых различным тепловым воздействиям как в процессе их изготовления (отжиг, сварка плавлением), так и при эксплуатации (нагрев и охлаждение в интервале температур от 20 °С до 1000 °С)

На основании анализа литературных данных по сварке биметалла медь-сталь, а также условий его эксплуатации в установках электротермического оборудования, для разработки технологического процесса сварки взрывом и успешного применения биметалла медь-сталь в конструкциях электротермического оборудования, в настоящей работе ставились и решались следующие задачи

1 Экспериментально определить области сварки взрывом биметалла медь-сталь на плоскости основных параметров процесса скорость точки контакта Ук и угол соударения у

2 Исследовать особенности пластической деформации вблизи границы соединения и ее связи с основными параметрами процесса сварки

3 Экспериментально определить и исследовать прочность связи материалов, непосредственно находящихся в зоне соединения

4 Исследовать прочностные свойства биметалла медь-сталь после температурных воздействий, имитирующих условия изготовления и эксплуатации электротермического оборудования

5 Исследовать и разработать научно обоснованные рекомендации по рациональному конструированию и технологии изготовления сваркой взрывом биметаллических деталей с внутренними каналами

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СВАРКИ С ИМПУЛЬСНЫМ Ч ДЕФОРМИРОВАНИЕМ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Экспериментальное определение области качественного соединения при высокоскоростном соударении. Проведены две независимые серии опытов с разными начальными условиям В первой серии соударение осуществлялось с начальным углом а > 0 (у = а + Р), где р - угол поворота пластины в процессе сварки, и начальным зазором Ь0 = 12 мм (А), во второй - а = 0 (у = а) и Ь0 = 12 мм (В) Это позволило провести сравнение опытов, в которых при разных начальных условиях значения Ук, у получались близкими Во всех опытах измерялась скорость детонации £> используемых зарядов ВВ, а в отдельной серии с помощь реостатной методики измерялись углы поворота метаемых пластин Р Результаты измерений £> и Р позволили определить положение экспериментапь-

1и

А ¡Д

+--агд-кг— ! !Д 11

!0ДАЙ/

О !

В"*

ю

20

3 о

40

<0

Рис 1 - Положение экспериментальных точек нл плоскости (I\ У ) при сварке взрывом биметалла медь-сталь

ных точек на плоскости (Кь у) с абсолютной погрешностью АУк = ±100 м/с и Ду = ± 1° (рис 1) Знаки (+) и (-) указывают на наличие или отсутствие сварки, соответственно Анализ полученных результатов показывает, что с принятой точностью определения основных параметров соударения нижняя граница области сварки при 800 < Ук < 4000 м/с может быть определена прямой у = 7° ± 0,5°. При Ук > 4000 м/с прямая переходит в кривую, резко отклоняющуюся в сторону больших у

Оценка пластической деформации в зоне соединения. Для определения пластической деформации в зоне соединения при сварке взрывом предложен метод, основанный на изменении направления и сечения двойников в материале соударяющихся пластин В качестве материала исследования использовалась отожженная медь марки М1. Структура меди после отжига крупнозерниста с большим количеством двойниковых пластинок отжига (двойников) с параллельными прямыми сторонами Эти двойники использовались в качестве ре-перных точек при определении пластической деформации Характерная особенность полученных результатов заключается в том, что при зависимости сдвиговой деформации £ от Уки У0, величина £ на расстоянии Я от границы

Б, мм

06

02

0,1

04

05

03

соединения достигает более 100 % для всех параметров соударения, обеспечивающих качественную сварку Величина Я определяет размер области интенсивной пластической деформации и зависит от

Рис 2 - Зависимость Я от Гс для различных значений Ук

■л К и Ук (рис 2) Величина сдвиговой деформации £ по границе соединения достигает 1000%

Определение прочности материала сварного шва в зоне соединения. Для

определения действительной прочности соединения металлов в сварном шве экспериментально исследована прочность материала самого сварного шва биметалла медь-сталь, полученного сваркой взрывом из листовых заготовок меди М1 (сгв = 220 МПа) и стали СтЗ (сгв - 300 МПа) Для этого была разработана методика определения предела прочности материала сварного шва биметалла при растяжении на специальных образцах с толщиной рабочей части образца I <2а , где а - величина амплитуды волн границы сварного соединения

Результаты испытаний образцов показали, что разрушение по границе соединения происходит по меди при напряжении ара1 ср = 440 469 МПа, которое на -165% выше прочности соединения, определенной по традиционным методикам, но ниже примерно на 20% предполагаемых теоретических значений, полученных в работе Рак Н

3 ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРОЧНОСТЬ ЗОНЫ СОЕДИНЕНИЯ МЕДЬ-СТАЛЬ Термическая обработка и термоциклирование. Установлено, что отжиг (нагрев 200 °С < Т < 1000 °С, охлаждение с печью, на воздухе и в воде) и термоциклирование (нагрев 200 °С < Т < 1000 °С, охлаждение в воде и повтор 10 20 раз) биметалла медь-сталь не оказывает существенного влияния на прочность соединения медь-сталь, полученного сваркой взрывом Прочность соединения снижается не более, чем на 10 40 МПа. Для заданных условий нагрева и охлаждения прочность зоны соединения биметалла медь-сталь определяется прочностью меди в тех же условиях Кратковременный расплав и последующая кристаллизация меди в биметалле медь-сталь не приводят к полной потере прочности соединения медь-сталь, полученного сваркой взрывом Прочность соединения снижается с 260 220 МПа до 140 170 МПа

Тепловое воздействие от сварки плавлением. Изучено влияние нагрева на прочность зоны соединения медь-сталь от сварки плавлением по стальному слою биметалла (при толщине стального слоя 61 = 1,0 8,0 мм, медного-

82 = 25 мм) Показано, что при нанесении на стальную поверхность биметалла валиков наплавляемого материала (высотой 2,0.. 12,0 мм, шириной 4,0 10,0 мм) полуавтоматом А-547У проволокой марки Св-08Г2С диаметром 1,2 мм при /св = 90 300 А и и л = 18 30 В происходит незначительное снижение прочности зоны соединения медь-сталь (15 %) относительно исходной для образцов с 5Х < 2,0 мм При > 2,0 мм прочность соединения медЬ-сталь остается на уровне среднего исходного значения (220 280 МПа)

Нагрев. Показано, что прочность зоны соединения медь-сталь при температуре от 200 °С

Рис 3 - Прочность чоны соединения до 500 °С не меньше временного

при высоких теыперат\ рах г 1 '1 сопротивления меди при тех же

Разрушение

температурах (рис 3)

о - по зоне сварки взрывом, * - по меди

Оценка прочности простейших сварных конструкций на основе биметалла медь-сталь. На основе экспериментальных данных разработана методика оценки прочности сварных уз-

т^Н1

ш

.1

3

- ь

1 !;>

I-

"нет*

Рис 4 - Обра ;ец дня испытании зоны соединения на растяжение

А — характерные места разрушения типа вырыва К ^

лов, полученных сваркой взрывом меди со сталью и последующей сваркой плавлением стального слоя биметалла со стальными деталями На рис 4 представлено сварное соединение, выполненное сваркой взрывом и сваркой плавлением Анализ полученных экспериментальных данных по

разрушению аналогичных узлов показал, что при растяжении реализуются два вида разрушений 1- вырыв стального слоя биметалла, 2 — разрушение по шву сварки плавлением. Получено условие равнопрочносги сварных узлов на основе биметалла медь-сталь по сварке взрывом и сварке плавлением

= К + \,2авст-8,, (1)

где <т - предел прочности материала шва сварки плавлением, сг^ — предел прочности меди, <У„ст - предел прочности стали, К - катет шва сварки плавлением, <5, - толщина стального слоя биметалла, полученного сваркой взрывом

Из (1) следует, что связь между толщиной стального слоя биметалла <5, и катетом шва сварки плавлением К определяется выражением

К—Ш^-Ц (2)

Для биметалла медь-сталь (СтЗ) в (2) коэффициент при равен примерно 2 Следовательно, критерий равнопрочное™ сводится к простому виду

К/5^2 (3)

При сварке плавлением стальных листов разной толщины в тавр катет шва выбирают из условия Я" <1,2?, где I- толщина тонкого листа, так как при больших К можно прожечь тонкий лист При изготовлении сваркой плавлением сварных соединений с использованием биметалла медь-стапь этот дефект исключается, так как выделяемое при сварке плавлением тепло интенсивно отводится в медный слой Таким образом, появляется возможность получения равнопрочного сварного узла при толщине стального слоя биметалла меньше, чем толщина привариваемого элемента стальной конструкции за счет увеличения катета шва Для сварных соединений с использованием биметалла медь-стапь зависимость удельных разрушающих усилий для разных катетов швов К сварки плавлением от толщины стального слоя биметалла 81 представлена графически (рис 5) Ниже прямой Оа для каждого К разрушающее усилие не за-

висит от 5i и разрушение происходит по шву сварки плавлением Выше линии Оа(К > 25^ разрушающее усилие возрастает с ростом К при Si = const, а разрушение происходит с вырывом стального слоя

Оценка теплопроводности и электропроводности слоистых композиционных материалов.

г 3

5 ю

8] мм Оценка теплопроводности и

Рис 5 - зависимость разрушающих электропроводности проводи-

усшпш, приходящихся на единицу лась на слоистом композицион-дшгны шва сварки плавлением в

сварных соединениях с использова- ном матеРиаде ^металле

нием биметалла медь-сталь, от 5[ и К сталь-медь-сталь Полное тепло-

вое и электрическое сопротивление в нашем случае по толщине триметалла состоит из включенных последовательно сопротивлений каждого слоя материала, входящего в состав триметалла Формулы для их расчета имеют ввд

^г = — Уст Ртст + 1м Рт м + 'ст Рт ст ) - тепловое сопротивление, К/Вт,

О

Л3'7 = —(/сг Рэл ст +1м Рэл и + ¡ст Рзл ст ) - электросопротивление, Ом,

где ^ , 1М - толщина медной и стальной пластин, соответственно, м, Рт ст ~ удельное тепловое сопротивление стали, (м К)/Вт, Рт ы - удельное тепловое сопротивление меди, (м К)/Вт, Рэл ст - удельное электрическое сопротивление стали, Ом м, Рэ.1 м - удельное электрическое сопротивление меди, Ом м, 5 - площадь сечения пластин стали и меди, м2 Тепловое и электрическое сопротивления рассчитывались по толщине триметалла Расчетные значения электрического и теплового сопротивлений ис-

ходных материалов и готового образца триметалла сталь 12Х18Н9Т-медь-сталь 12X18Н9Т различных вариантов исполнения представлены в виде номограмм Номограммы дают возможность конструировать композиционный материал с заранее заданными значениями тепло- и электросопротивления за счет изменения толщин составляющих композит материалов при фиксированной общей толщине композита

4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРКОЙ ВЗРЫВОМ БИМЕТАЛЛА МЕДЬ-СТАЛЬ С ВНУТРЕННИМИ КАНАЛАМИ

Результаты проведенных исследований по сварке взрывом биметалла медь-сталь, а также полученные экспериментальные данные по влиянию теплового воздействия на зону соединения биметалла медь-сталь позволили разработать ряд технологий по сварке взрывом крупногабаритных биметаллических заготовок деталей ЭТО с внутренними каналами для циркуляции охлаждающей жидкости Эти технологии защищены патентами

При разработке технологии изготовления крупногабаритных биметаллических заготовок с внутренними каналами, включающей операции фрезерования открытого канала и использования заполнителей каналов, исследована возможность использования в качестве заполнителей каналов легкоплавких металлов и водорастворимых солей ЫаИОз, ШОз, МН4М03 Приведен пример разработки технологии изготовления биметаллических заготовок для тигля электропечи ДТВГ-4ПФ, включающей поэтапно сварку взрывом медных плит размером 2520x1750x120 мм с медным листом 2650x1850x30 мм, плакирование сваренной медной заготовки стальным листом толщиной 10 мм и изготовление в биметаллической заготовке внутренних каналов сечением 40x40 мм и протяженностью 2000 мм

В результате проведенных исследований по определению возможности получения открытого канала в биметаллической заготовке в процессе сварки взрывом разработана новая технология изготовления крупногабаритных биметаллических заготовок деталей ЭТО с внутренними каналами (рис 6) Технология основана на вырубке в процессе сварки взрывом части плакирующего

стального слоя по контуру стальных ножей-шаблонов, установленных в зазор между свариваемыми заготовками, и последующим закрытием места вырубки (открытого канала) сверху стальными полосами при помощи сварки плавлением. Исследование процесса вырубки позволило определить оптимальное соотношение высоты ножей-шаблонов / к толщине метаемой заготовки При параметрах ^ и Л обеспечивающих качественную сварку взрывом биметалла медь-сгаль, //5, > 2 для 61 = 2 5 мм

Решение задачи по созданию биметаллических деталей с внутренними каналами без операций фрезерования, сварки плавлением и использования заполнителей позволило разработать принципиально новую технологию, основанную на создании в процессе сварки взрывом в зоне соединения медь-сталь специальных искусственных участков непровара и последующего их раздутия в канал (рис 7) Проведенные экспериментальные исследования

Рис б - ГЧема изготовления опчетат'нгаескол плутовки детатн с внутренними к.пга пчн

а) % cTinoFf.il отосигечыю повермкчш мготов-ки основания шаСиош метаемой заготовки и »л-рядо взрывччгого веществ-! б) свцжл в>рыром загоговт основания с метаемой заготовкой и рыр\бкой в ней открытого каната в) закрытие открытого кана ча чистовыми поюслма 1 - ню-товкз основами 2 - шаоюн ^ - метаемая ¡аго-говы -(-Е!рыв"п10еветес1в0 >-детонпор 6 - выр\бтенный открытый канат " - пчощадь сварки взрывом 8 - чистовые поносы 9 втт-ревдтш канал

Рис " - Счеш изготовления опметаи-чпческой заготовки панели с внутренними каналамн

а) сварка взрывом заготовки основания с чистом и образование iick\ сственных участков непровара 5) \становка он-металпиеской заготовш в матриц} и гидростатическое ртздутне участков непровара в канал, в) заготовка панели с ра»дутым канатом 1 - rmai ирмощпи чист 2 — заготовка основания 3 — взрывчатое вещество 4 - медная фочь-га. 5 - участки непровара 6 - участки сварки взрывом ^ - матрица S - основание 9 - прижимы 11 — направчение подачи жидкости 1 - - вттренний канат

по образованию специальных искусственных участков непровара в зоне соединения биметалла показали необходимость нанесения на соударяющуюся поверхность метаемой заготовки в месте намеченного канала покрытий в виде металлических фольг толщиной 0,3 0,5 мм Такой подход позволил впоследствии раздуть гидростатическим давлением полученные участки непровара в канал сложной конфигурации в плане с проходным сечением сегментного типа площадью 800 мм2, при толщине стального слоя в биметалле медь-сталь 81 =3 мм

5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ

Разработка конструкции и технологии сварки композиционного стале-алюминиевого штыря для алюминиевого электролизера. В данном разделе рассматриваются конструкция и технология изготовления сваркой взрывом сталеалюминиевого анодного штыря для производства алюминия, осуществляемого электролизом криолитно-глиноземного расплава в мощных электролизерах с самообжигающимися непрерывными анодами и токоподводом через анодные штыри Разработка конструкции и технологии направлена на создание конструкции узла крепления алюминиевой штанги в стальном стержне, обеспечивающего высокое качество сварного соединения и, как следствие, уменьшение потерь тока и напряжения на границе соединения сталь-алюминий при эксплуатации анодного штыря

Поставленная задача решается тем, что выступ алюминиевой штанги и соответствующая внутренняя коническая полость выполнены длиной, превышающей диаметр стального стержня (с так называемым нависанием) на величину половины диаметра основания внутренней конической полости, а цилиндрическое отверстие в стальном стержне с одной стороны, противоположной направлению вставки (вставлению) выступов алюминиевой штанги, выполнено с кольцевым уступом (на начальном участке сварки) высотой 0,1 1,5 мм и Шириной 1 2 мм (рис 8) Отверстие в стальном стержне выполнено коническим с углом наклона поверхности отверстия к оси 0,5 0,3 °С, а выступы алюми-

ниевой штанги вставлены в отверстия со стороны его большого диаметра На поверхности выступов алюминиевой штанги со стороны тела штанги выполнены три и более уступа высотой равной разнице между радиусом отверстия в стальном стержне и радиусом наружной поверхности выступа алюминиевой штанги шириной 2 4 мм и длиной 5 15 мм

Разработанная технология взрывного соединения предусматривает следующую последовательность операций В стальной стержень длиной 1950 мм и диаметром 135 мм в два цилиндрических отверстия диаметром 65 мм с кольцевыми уступами высотой 0,9 мм и шириной 1,5 мм с противоположной стороны уступам установлены два цилиндрических выступа алюминиевой штанги диаметром 60 мм, длиной 165 мм, с четырьмя со стороны тела штанги уступами высотой 2,5 мм, шириной 3,5 мм и длиной 14 мм Внутренняя коническая полость выступа выполнена длиной 160 мм, с диаметром основания конической полости 50 мм Нависание алюминиевого выступа над стальным стержнем было 25 мм В каждой конической полости выступов располагали оболочки с зарядом ВВ (рис 9) Оболочки выполняли из прессованного пенопласта в виде полого усеченного конуса с переменной толщиной стенок по

Рьтрспн! I \-Л < гк в-фН

Вариант II \-Л < поымт У>

" 1 • ■

щ

II

Рис 8 - Конструкция ста леачюыпнпевого анодного штыря

1 - апюмпнневая штанга, 2 - выступ алюминиевой штанги, 3 — стальной стержень 4 - зазор 5 - внутренняя коническая попостъ, б - основание кошие-ской попоет, ~ - копьцевой уступ стержня, 8 - уступы штанги 9 - кошпеское отверстие в стачьном стержне 10 - угоч наклона поверхности к осп

длине оболочки и устанавливали через тонкий слой консистентной смазки, например, солидола, сопряженно без воздушного зазора во внутреннюю полость выступа Заряд ВВ выбирали и размещали в оболочке с переменной массой по длине оболочки, уменьшающейся в направлении инициирования, определяемой в зависимости от переменной суммарной массы, стенок оболочки, стенок цилиндрического выступа алюминиевой штанги, приходящейся на единицу сварного шва в направлении инициирования из соотношения

где М„— масса ВВ, приходящаяся на единицу длины,

г - коэффициент, характеризующий оптимальное соотношение массы ВВ к массе метаемого металла, при которой достигается максимальная прочность соединения слоев (для сварки взрывом стали с алюминием г = 0,8 3),

0 <х<1 - переменная величина, характеризующая длину корпуса оболочки / и длину сварного шва / +Д/, где Д/ - нависание, р - плотность материала корпуса-оболочки, р, - плотность материала штанги (алюминия), Л - наружный радиус цилиндрического выступа алюминиевой штанги, Л, - внутренний радиус большого основания конической полости выступа алюминиевой штанги, равный наружному радиусу большего основания корпуса оболочки,

Рис 9 - Схема расположения оболочки

с зарядами ВВ в полости выступов алюминиевой штанги

1 - стальной стержень, 2 - алюминиевая штанга, 3 - выступ штанги, 4 - коническая почость выступа, 5 - обо точка, б - заряд ВВ 7 - детонатор 8 - защитный спой

R2 - внутренний радиус большего основания корпуса оболочки, равный радиусу основания конического заряда ВВ в точке инициирования,

R3 - наружный радиус меньшего основания корпуса оболочки, равный радиусу меньшего основания внутренней конической полости алюминиевой штанги на длине /;

Л4 - внутренний радиус меньшего основания корпуса оболочки, равный радиусу основания конического заряда в точке, противоположной инициированию

После сварного соединения была получена качественная связь по всей площади контакта поверхностей алюминиевых выступов с внутренними поверхностями отверстий в стальном стержне Сталеалюминиевые штыри разработанной в данном разделе конструкции запатентованы, изготовлены и испытаны на падение напряжения на контакте алюминий-сталь Испытания, проведенные при силе тока 300 А, показали, что падение напряжения на контакте алюминий-сталь, полученном сваркой взрывом, не превышает 180 мВ Это свидетельствует о качественным электрическом контакте между алюминиевой штангой и стальным штырем

Разработка и создание установки для получения сваркой длинномерных изделий типа сталеалюминневого анодного штыря. С учетом анализа известных конструкций разработана конструкция установки КВ-0,5Ш (рис 10) Ее конструкция позволяет уменьшить необходимые производственные площади, обеспечить безопасность работы, повысить производительность труда и облегчить техническое обслуживание и эксплуатацию установки при сварке взрывом длинномерных изделий типа стапеалюминиевых штырей

Положительный эффект достигается тем, что корпус установки размещен в шахте, образованной специальной оболочкой, установленной ниже основания, крышка корпуса расположена над шахтой, рабочий стол выполнен в виде усеченного конуса со сквозным центральным отверстием, а устройство для размещения обрабатываемых изделий выполнено в виде съемной кассеты, снабжен-

нои направляющими для изделия, соединенными концевыми фланцами и штангой, причем один конец штанги выполнен с коническим отверстием для ее размещения на рабочем столе и с радиальными отверстиями для соединения с полостью корпуса Кроме того, на корпусе с зазором установлена обечайка с дном и концентрическими перфорированными

Рис 10 - Установка для обработки

тдешш взрывом перегородками, упирающими-

1 - корпус установки 2 - подставка 3 - осно- ся в корпуса Площадь, за-

ванне, 4 - обочочка. 5 - крышка, б - уплотне- нимаемая установкой, равна нпе, 7 - замок 8 - стойка, 9 - кронштейн, 10 -

гвдроцнлиндр, 11 - столЛ 2 - обрабатываемые 6 м2, что в 2,5 раза меньше

изделия 13 - направляющие кассеты 14 - _

верхний фпанец кассеты 15 - нижний фпанец необходимой для

кассеты, 16 - кассетная штанга, 17 - обечайка размещения оборудования, 18 - радиальные отверстия

аналогичного назначения, с горизонтально установленным корпусом Вертикальное расположение корпуса установки в шахте позволило снизить его металлоемкость

В сменную кассету устанавливают 6 заготовок сталеалюминиевых штырей Какое-либо закрепление штырей в кассете не требуется Загрузка и выгрузка штырей из направляющих кассеты, размещение зарядов ВВ в штырях производится вне корпуса установки

Две установки смонтированы на промплощадке ОАО «БрАЗ» в Братске В настоящее время установки находятся и эксплуатируются в ООО «Тимокс», производительность каждой из них доведена до 90 штырей за смену. За время эксплуатации установок изготовлено более 600 тысяч сталеалюминиевых анодных штырей

Разработка конструкции и технологии сварки гибких токоподводов.

Предлагаемое конструкторско-технологическое решение, касающееся гибкого токоподвода, выполняет следующую задачу устранение потерь электрического тока в электроустановках большой мощности, способных работать при темпе-< ратуре от 100 °С до 500 °С без потерь на внешних и внутренних контактах то-

коподвода Поставленная задача решается за счет того, что конструкция гибкого токоподвода выполнена в виде электрической цепи из двух и более пакетов, соединенных между собой по контактным поверхностям наконечников, причем чередующиеся пакеты набраны из полос разных металлов, а наконечник выполнен из металла с меньшим удельным электрическим сопротивлением, чем у металлов полос, и при этом в зоне повышенной температуры располагают пакет, в котором полосы набраны из металлов с большей температурой плавления, чем в последующем пакете (рис 11) Внутри каждого пакета контактная

поверхность наконечников выполнена в виде пластины, приваренной непосредственно к каждой полосе пакета по площади, большей площади поперечного сечения полосы, и каждая последующая полоса в пакете по концам сварена с предшествующей по площади, превышающей площадь поперечного сечения полосы

Технологическое решение, касающееся способа изготовления гибкого токоподвода, выполняет следующие задачи обеспечение локальной сварки взрывом собранного из гибких металлических полос пакета по его концам с обра-

1 - пакет. 2 - наконечник; 3 - контактная поверхность. 4 - гибкие металлические полосы. 5 - дона сварки полос, б - пластана, 7 - 'юна сварки взрывом полос с пластиной

зованием качественного соединения метаемой пластины с неограниченным количеством гибких металлических полос и сваркой по концам каждой предшествующей полосы с последующей и метаемой пластиной по площадям, превышающим площади поперечного сечения полос, сохранение целостности всего пакета и гибкости пакета в его центральной части

Оценка возможности изготовления и применения металлических слоистых композиционных материалов на основе сталей СтЗ и У8А для вырубных штампов. В электролизерах ряд технологических деталей шайб, подложек, контактных пластин, клемм и т д изготавливают вырубкой из металлических листов на вырубных штампах Рабочая часть вырубных штампов должна противостоять большому давлению и ударам, иметь достаточную сопротивляемость износу от трения, необходимо, чтобы штампы сохраняли острые режущие кромки без разрушения и затупления в течение длительного времени, отличались сравнительно невысокой стоимостью Для обеспечения качественного и надежного крепления между рабочими частями и основаниями в матрицах и пуансонах было предложено использовать сварку взрывом При исследовании изучали процессы сварки стали СтЗ со сталью У8А непосредственно и через подслой из нержавеющей стали 12Х18Н10Т (270x90x1 мм) В экспериментах с подслоем образцы из стали СтЗ плакировали пластинами из стали 12Х18Н10Т и затем приваривали пластину из стали У8А, в экспериментах без подслоя сталь СтЗ плакировали сталью У8А В качестве взрывчатых веществ (ВВ) использовали аммонит 6ЖВ и его смеси с аммиачной селитрой Сварку вели по схемам несимметричного соударения с параллельным и угловым расположением образцов Во всех экспериментах замеряли скорость детонации Тип и толщина 5й слоя ВВ, начальный зазор между свариваемыми заготовками Л, углы - начальный а, поворота Р, соударения у, скорость детонации ВВ - В и точки контакта Ук, а также напряжения разрушения <?ра, образцов при механических испытаниях на отрыв приведены в таблице № 1

Экспериментальные исследования по оценке надежности сварного соедине-

ния рабочих частей пуансонов и матриц с их основаниями проводились на биметаллическом пуансоне с матрицей, специально изготовленных для вырубки отверстий 0 48 мм в листе из стали 35 толщиной 12 мм Рабочие части пуансона и матрицы выполнены из стали У8А толщиной 5 мм с НЯСЭ61 Испытание проводили в жестких условиях напряжение сжатия, возникающее при работе в в пуансоне, доводили до 560 МПа Такие жесткие условия выбраны с целью определения слабых мест в биметалле Испытания показали, что пуансон после вырубки 60 отверстий разрушился по рабочей режущей поверхности наблюдались отколы в радиальном направлении по всей толщине пластины У8А Ниже зоны сварки по стали СтЗ видны следы пластической деформации, диаметр пуансона увеличился, появились задиры Разрушения сварного шва между ста-Таблица 1 - Параметры сварки и результаты

механических испытаний на отрыв

№ образца Свариваемые материалы вв О, м/с ь, мм а 3 у V*, м/с Сри МПа

тип бо, ММ рад

1 СтЗ+У8А АС 1 2 25 2880 5 0 0,15 0 15 2880 67

2 АС 1 1 3150 3150 327

3 Аммонит 3980 3980 0

4 АС 1 1 30 3380 0 05 017 0 22 2200 403

5 АС 3 1 3860 0 0,17 3860 23

6 Аммонит 4350 0 05 0,22 2840 174

7 АС 1 3 40 2960 0 021 021 2960 237

8 АС 1 I 3580 0 0,21 3580 327

9 АС 3 1 4100 0 05 0,26 3290 411

10 АС 1 2 3180 0 0,21 3180 237

11 АС 3 1 4050 0,07 0 29 3050 238

12 АС 1 3 2710 0 0,21 2710 346

13 СтЗ+12Х18Н10Т+ +У8А Аммонит 10 3700 5 0 0 24 0,24 3700 380

АС 1 2 40 3100 5 021 021 3100

14 Аммонит 10 3700 1 5 0 24 0 24 3700 370

Ас 1 2 40 3100 5 021 021 3100

15 Аммонит 10 3700 1 0 24 0,24 3700 375

АС 1 2 45 3150 5 021 0,21 3150

Примечание АС - смесь аммонита 6ЖВ с аммиачной селитрой (приведены весовые соотношения)

лями У8А и сталью СтЗ не наблюдалось Разрушение рабочей части пуансона при испытаниях объясняется тем, что напряжения сжатия сгсж , возникающие в основании пуансона, в процессе работы, были больше предела текучести стали СтЗ, поэтому основание пуансона по стали СтЗ деформировалось в радиальном направлении, увеличился диаметр пуансона по стали СтЗ под зоной

сварки В матрице следы разрушения на рабочей поверхности из стали У8А обнаружены после вырубки 3000 деталей Характерной чертой разрушения рабочей поверхности матрицы является разрушение пластины из стали У8А по окружности диаметром 65 мм. Разрушения сварного шва между сталями У8А и СтЗ не наблюдалось Причиной разрушения пластины из стали У8А явились изгибающие напряжения, возникающие при вырубке в материале матрицы

6 РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ И ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ С ПАКЕТНЫМ И РУЛОННО-

СПИРАЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ СВАРИВАМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Пакетный способ сварки. С учетом анализа существующих способов соединения, был разработан пакетный способ сварки тонколистовых заготовок, позволяющий одним зарядом ВВ сваривать несколько тонколистовых заготовок из предварительно собранных пакетов под сварку (рис 12) Пакеты могут быть собраны предварительно и далее транспортироваться к месту ведения взрывных работ, при этом предусматривается защита от попадания пыли и песка в

Поставленная задача достигается тем, что пакет собирают из двух и более тонколистовых заготовок, расположенных с зазором между собой Защитный слой наносят на наружную поверхность пакета в виде оболочки, надеваемой на пакет Защитный слой со стороны действия продуктов детонации при взрыве заряда ВВ может быть усилен за счет установки на пакет, окруженный оболочкой, резиновых, поролоновых или других накладок, соприка-

зазоры между свариваемыми заготовками

з

Рис 12 - принципиальная схема пакетной сварки

1 - тонкопнстовые заготовки 2 - шор, 3 - фиксатор зазора, 4 - защитный слоГг 5 - пакеты, 6 - основание, 7 - фалыппла-спща. 8 - заряд ВВ, 9 - детонатор

сающихся с верхней в пакете тонколистовой заготовкой Собранные таким образом пакеты устанавливают горизонтально на основание и затем друг на друга (два и более пакета), над сборкой размещают фалыппластину с зарядом ВВ, последний инициируют. В результате высокоскоростного соударения фальш-« пластины с пакетом и последующего высокоскоростного соударения листовых

заготовок между собой внутри пакета происходит сварка листовых заготовок Защитный слой препятствует сварке заготовок из разных пакетов По данному способу возможно вместо фалышшастины использовать один из пакетов с усиленным защитным слоем со стороны заряда ВВ, выполняя этот пакет по габаритным плоским размерам несколько больше остальных

Пакетно-рулонный способ сварки. Предлагаемый в данном разделе пакет-но-рулонный способ соединения тонколистовых заготовок позволяет получать из тонколистовых заготовок длинные многослойные листы с качественным сварным соединением по всей длине с минимальными металлозатратами на технологическую оснастку

Поставленная задача достигается тем, что две и более листовых заготовки устанавливают с зазором между собой в виде пакета, на наружную поверхность которого наносят защитный слой - краска, резина, полиэтилен и другие известные материалы Собранный таким образом пакет имеет длину Ь, равную длине свариваемых тонколистовых заготовок, ширину Я, равную ширине свариваемых заготовок и высоту И, равную сумме толщин свариваемых листовых заготовок, толщин защитных слоев и величин зазоров между листами Далее пакет по длине Ь сворачивают плотно без зазора в многовитковый рулон с внутренним диаметром наружным диаметром О, количеством слоев п и высотой, равной ширине пакета Н Внутренний диаметр рулона с! задается исходя из технических возможностей сворачивания пакета в рулон, требуемой длины многослойного листа и выбранной технологии ведения сварочно-взрывных работ

Наружный диаметр й рулона зависит от длины пакета I, его высоты и количества слоев в рулоне п связаны с внутренним диаметром рулона с1 соотно-

шением

£ = </ + 2Л п

Длина сворачиваемого пакета находится по формуле

Ь-п п

(1 + 2т) п

Концы рулона по высоте пакета закрепляют изнутри и снаружи клинообразными фиксаторами Благодаря своей клинообразной форме фиксаторы выравнивают геометрию рулона по цилиндрическим наружным и внутренним поверхностям

Рулон ставят вертикально, соосно рулону на его внутреннюю и наружную поверхности с диаметрами с1 и /5 соответственно размещают заряды ВВ, которые далее инициируют (рис 13)

Свариваемые тонколистовые заготовки в рулоне, свернутом из пакета, расположены между собой с зазором по спиральным поверхностям В результате действия продуктов взрыва происходит высокоскоростное косое соударение слоев заготовок между собой, приводящее к их соединению по спиральным поверхностям Процесс идет последовательно по высоте рулона (ширине свернутых листов)

После сварки рулон по защитным слоям развертывают в лист Удаление

Рис 13 - Принципиальная схема пакетно-р\ лонной сварки биметалла

1,2- листовые заготовки 3 - зазор 4 - основание * - защитный спой б - рулон 7,8 - заряды ВВ, 9 - фиксатор раскручивания 10 - детонирующий шнур, 11 - «паук» 12 - детонатор, 13 - вставка-фиксатор

защитных материалов после сварки возможно непосредственно в рулоне или с развернутого листа механическим или химическим методом

Сварка многослойных цилиндрических конструкции. Изучалась возможность получения качественной многослойной цилиндрической конструкции, которая получается за счет использования спиральной намотки листа с зазором между витками спирали, а уплотнение витков производится сваркой взрывом Намотку листа по всей длине осуществляют с зазором между витками, а уплотнение - сваркой витков между собой по спиральным плоскостям цилиндрическими зарядами ВВ, установленными соосно спирали

Для получения цилиндрической конструкции с заданными свойствами спиральную намотку предлагается изготавливать из биметаллического или многослойного листа, а также из дв>\ и более листов однородного или разнородного материала, сворачивая их в спираль с зазорами между собой

В результате высокоскоростного косого соударения витков конструкции между собой под действием продуктов взрыва происходит сварка их в многослойный цилиндр Разработанный способ изготовления сваркой взрывом многослойных цилиндрических конструкций позволяет получать многослойные цилиндрические конструкции с широким диапазоном требуемых свойств

Разработка технологии сварки многослойных труб с использованием спиральных вставок. Исследовалась возможность изготовления качественного многослойного соединения трубчатой формы. В результате было предложено между трубными заготовками располагать промежуточную прослойку из свернутого в спираль листа с зазором между витками (рис 14) Требуемая мно-гослойность соединения обеспечивается количеством витков спирали Зазоры между витками спирали и стенками свариваемых труб позволяют обеспечить при взрывном нагружении косое соударение стенок труб и витков спирали, необходимое для образования качественного сварного соединения В данном случае сварки труб из материалов, образующих интерметаплиды, для по'г.'че-ния качественного соединения необходимо использовать спираль из биметаллических и многослойных листов, а также из двух и более листов, не соеди-ен-

II

ных между собой Для получения многослойных труб с разными свойствами в зоне сварки по длине трубы предлагается устанавливать несколько спиралей из различных

л

материалов

Рис 14 - Схема расположения спирали, свариваемых трубных заготовок п заряда ВВ пч^ед сваркой 1 - детонатор. 2 - спираль. 3 - заряд ВВ. 4 - внткп спирали, 5 - зазор между трубными заготовками, б - крышка-заглушка нп/княя, ~ - крышка-заглушка верхняя. 8. 9 - трубные заготовки. 10 - зазор между сппралью п наружной трубной заготовкой 11 - зазор между спиралью п внутренней трубной заготовкой. 12 - оправка

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Показана перспективность использования композиционных материалов на основе стали и меди в виде крупногабаритных заготовок, получаемых сваркой взрывом, для создания ряда новых деталей и узлов электротермического оборудования

2 Установлено, что при сварке биметалла медь-сталь нижняя граница области сварки в координатах (Уц>У) при 800<Ук <4000 м/с может определяться

прямой у = 7° ± 0,5°. Величина сдвиговой деформации е на границе соединения достигает 1000 % Напряжения разрушения в сварном шве по зоне соединения составляют 444...469 МПа и превышают предел прочности меди в исходном состоянии на ~ 200 % На крупногабаритных заготовках, где площади используемых зарядов ВВ увеличиваются до нескольких квадратных метров, происходят локальные изменения режима детонации за счет неравномерности толщины слоя ВВ и плотности заряда, приводящие к образованию зон непровара Эти негативные эффекты устраняются использованием зарядов ВВ с низкой скоростью детонации

3 Экспериментально установлено, что отжиг биметалла медь-сталь с разными скоростями охлаждения и термоциклирование с перепадом температур до

1000 °С и максимальным количеством циклов 20 не оказывают существенного влияния на прочность зоны соединения медь-сталь Кратковременный расплав и последующая кристаллизация меди в зоне соединения медь-стапь не приводят к полной потере прочности соединения Сварка плавлением по стальному слою биметалла не снижает прочность зоны соединения медь-сталь ниже прочности меди в отожженном состоянии Прочность зоны соединения медь-сталь при повышенных температурах не меньше временного сопротивления меди при тех же температурах

4 Построены номограммы для расчета теплового и электрического сопротивлений композиционных материалов, позволяющие на стадии проектирования конструкций рационально выбирать материалы с оптимальными свойствами за счет выбора соотношения толщин исходных материалов в композите

5 Разработаны новые схемы изготовления композиционных деталей с внутренними каналами, исключающие трудоемкие операции по сверлению, фрезерованию каналов и обеспечивающие их сохранение при взрывной обработке

6 Разработан ряд практических способов сварки с пакетным и рулонно-спиральным предварительным расположением свариваемых заготовок Пакетное расположение свариваемых элементов значительно упрощает технологию сварки тонколистовых заготовок и позволяет одним зарядом ВВ сваривать несколько тонколистовых заготовок из предварительно собранных пакетов большой протяженности (длиной до 30 м)

7 Разработанная и внедренная технология соединения алюминиевой штанги со стальным стержнем обеспечивает качественное соединение алюминия со сталью в анодном штыре Созданная с использованием этой технологии сварки конструкция стапеалюминиевого анодного штыря уменьшает потери электроэнергии при электролизе алюминия. Разработанная и внедренная в производство установка для обработки взрывом длинномерных изделий позволяет в условиях цеха изготавливать за один цикл шесть сталеапюминиевых анодных штырей или 80 90 штырей за смену

8 Создана конструкция гибкого токоподвода, способная работать при температуре до 500 °С без потерь на внешних и внутренних контактах, допускающая использование неограниченного количества полос из различных металлов

9 Разработанные научно обоснованные технологии изготовления промышленных изделий и конструкций для электрометаллургического оборудования успешно внедрены на ведущих предприятиях отрасли (ОАО «Сибэлектротерм» /г. Новосибирск/, ООО «Химстроймонтаж» /г Усолье-Сибирское/ и др ), что позволило за счет экономии дорогостоящих материалов, повышения качества и надежности изделий получить экономический эффект более 270 млн руб в сопоставимых ценах 2007 г.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1 А с № 976575 СССР, МКИ В23 К20/08 Способ изготовления сваркой взрывом деталей с внутренними полостями [Текст] / Оголихин В M, Симонов В А и др , заявитель СКВ ГИТ СО АН СССР - 3003404/25-27, заявл 18 09 80

2 ОголИхин, В M Использование сварки взрывом при изготовлении электротермического оборудования [Текст] / В M Оголихин, В А Симонов // Применение энергии взрыва в сварочной технике - Киев, ИЭС им ЕО Патона- 1983 -С 20-28

3 Оголихин, В M О некоторых особенностях детонации плоских зарядов угленита Э-6 применительно к сварке взрывом [Текст] / В M Оголихин // Физика горения и взрыва -1983-Т 19,№2-С 99-101

4 Оголихин, В M Влияние сварки на прочность биметалла сталь-медь [Текст] / В M Оголихин//Автомат сварка-1983-№3 -С 14-15,20

5 Бондарь, M П Термическая стабильность дисперсно-упрочненных композиций после динамических нагружений [Текст] / M П Бондарь, В M Оголихин // Тр 5-ого междунар симпоз о композиционных металлических материалах - ЧССР, Братислава- 1983- С 306-312

6 Ogolikhin, V M Arc welding influence on the steel-copper composites produced by explosive welding [Течт] / V M Ogolikhin // HERF Proc 8th Int conf, 17-21 June 1984, San Antonio, Texas-New York ASME - 1984 -P 195-197

7 Оголихин, В M Оценка надёжности соединения сваркой взрывом рабочих частей пуансонов и матриц с их основаниями [Текст] / В M Оголихин // Кузнечно-штамповочное производство- 1984 -№ 10 -С 18-19

8 Оголихин, В M Сварка взрывом стали СтЗ с инструментальной сталью У8А для изготовления заготовок вырубных штампов [Текст] / В M Оголихин // Авиационная промышленность - 1984 -№3 -С 49-50

9 А с 1246492 СССР, МКИ В23 К20/08 Способ изготовления деталей с внутренними полос-

тями сваркой взрывом [Текст] / Оголихин В M, Симонов В А и др , заявитель СПКТБ ЭТО ПО «Сибэлектротерм» - 376562/25-27, заявл 04 07 84

10 Бондарь, M П Влияние тепловых воздействий на свойства биметалла медь-сталь, полученного сваркой взрывом [Текст] /МП Бондарь, В А Симонов, В M Оголихин // Применение энергии взрыва в сварочной технике -Киев, ИЭСим ЕО Патона, 1985-С 1722

11 Бондарь M П Исследование влияния тепловых воздействий на биметалл медь-сталь, полученный сваркой взрывом [Текст] /МП Бондарь, В А Симонов, В M Оголихин // Использование энергии взрыва для производства металлических материалов с новым свойствами Матер 6-го междунар симп, ЧССР, Готвальдов, 22-24 окт- 1985-Т 2-С 340344

12 Бондарь, M П О пластической деформации в зоне соединения при плакировании взрывом [Текст] /МП Бондарь, В M Оголихин // Физика горения и взрыва- 1985 - Т 21, № 2 -С 147-151

13 Бондарь, M П Деформационное состояние зоны соединения при сварке взрывом и механизм её образования [Текст] /МП Бондарь, В M Оголихин // Использование энергии взрыва для производства металлических материалов с новыми свойствами методами сварки, плакирования, упрочнения и прессования порошков взрывом Матер 6-го междунар симп, ЧССР, Готвальдов,22-24окт- 1985 -Т2-С 291-298

14 Оголихин В M Сварка взрывом биметалла медь-сталь [Текст] / В M Оголихин, В А Симонов // Использование энергии взрыва для производства металлических материалов с новыми свойствами Матер 6-го междунар симп, ЧССР, Готвальдов, 22-24 окт - 1985 -Т 2-С 224-230

15 Bondar, M Р Plastic deformation m bonding zone under explosive welding and role m bonding formation [Text] / M P Bondar, V M Ogolikhin // J de Physique - 1985 - Vol 46, № 8 -Suppl

16 Ишуткин, С Н Экспериментальное определение области сварки взрывом биметалла медь-сталь [Текст] / С Н Ишуткин, В В Пай, В А Симонов, В М Оголихин // Применение энергии взрыва в сварочной технике -Киев ИЭСим ЕО Патона, 1985-С 12-17

17 А с № 13555043 СССР, F 27 D 1/12 Устройство для охлаждения узлов печи [Текст] / Не-мировский И А, Мейерович Е В , Оголихин В М, и др , заявитель ПО «Центроэнерго-цветмет»- № 4078010/23-02, заявл 24 04 86,опубл 15 10 87-Бюл №38

18 А с № 1358550 СССР, МКИ 4G 01 N 3/08 Образец для определения прочностных характеристик биметаллов [Текст] / Оголихин В М, Котляр А И , заявитель СКБ ГИТ СО АН СССР - № 4035851/25-28, заявл 10 03 86

19 Simonov, V A Using explosive welding to fabricate blanking dies and punches [Text] / V A Simonov, V M Ogolikhin // Metallurgical Appl of Shock Wave and High-Strain-Rate Phenomena-New York-Basel, 1986 -P 917-925

20 Бондарь, M П Пластическая деформация и образование связи при сварке взрывом медных пластин [Текст] /МП Бондарь, В М Оголихин // Физика горения и взрыва- 1988 - № 1-С 122-127

21 Bondar, М Р On effect of initial structure of explosively welded materials in finite strength properties of composites [Text] /MP Bondar, V M Ogolikhin, V A Simonov // X Int conf 18-22 Sept, 1989, Ljubljana, Yugoslavia, - Ljubljana, 1989 - P 224-229

22 Бондарь, M П Прочностные характеристики биметаллических композитов, полученных сваркой взрывом [Текст] /МП Бондарь, В М Оголихин, В А Симонов // Применение энергии взрыва в сварочной технике Сб науч тр- Киев, ИЭС им ЕО Патона- 1989 — С 76-79

23 Патент № 1743075 РФ, МКИ 6В 23К 20/08 Способ изготовления деталей с внутренними полостями [Текст] / Оголихин В М , заявитель СКБ ГИТ СО АН СССР - № 4823568/08, заявл 07 05 90, опубл 27 02 95, патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН

24 Бондарь, М П Использование процесса рекристаллизации для характеристики деформационного состояния соединений, полученных сваркой взрывом [Текст] /МП Бондарь, В М Оголихин // Обработка материалов импульсными нагрузками Тематический сборник 4601 -Новосибирск-1990- №3/08 -С 251-269

25 Оголихин, В М Определение прочности материала сварного шва в биметаллах, полученных сваркой взрывом [Текст] / В М Оголихин, А И Котляр // Обработка материалов импульсными нагрузками Тематический сборник 4601 - Новосибирск- 1990 - № 3/08 -С 260-265

26 Оголихин, В М О некоторых особенностях сварки разнородных металлов при взрывном нагружении [Текст] / В М Оголихин // Обработка материалов импульсными нагрузками Тематический сборник4601 -Новосибирск-1990 -№3/08-С 245-250

27 Патент № 2031763 РФ, МКИ 6В 23К 20/08 Способ изготовления сваркой взрывом многослойной цилиндрической конструкции [Текст] / Оголихин В М , заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН -№ 5048270/08 заявл 16 06 92,опубл 27 03 95-Бюл №9

28 Патент № 2064386 РФ, МКИ 6В 23К20/08 Способ получения многослойных труб сваркой взрывом [Текст] / Оголихин В М , заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН-№5048268/08 заявл 1606 92 огтубл 27 07 96-Бюл №21

29 Патент РФ № 2064387 МКИ 6В 23 К20/08 Способ сварки локальным сдвигом [Текст] / Оголихин В М заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН - № 5048269/08, заявл 16 06 92 отбл 27 07 96-Бюл №21

30 Патент № 2059740 РФ МКИ С25СЗ/12 Сталеалюминиевый анодный штырь алюминиевого электролизера [Текст] / Оголихин В М , Злобин Б С , Зибер Г Е заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН АО «Металл)ргремонт» - 93052800/02 заявл 29 11 93 опубл 10 05 %-Бюл № 13

31 Патент № 2074076 РФ МКИ 6В 23К 20/08 Установка для обработки взрывом длинномерных изделий [Текст] / Оголичин В М Душкин В П Зибер Г Е заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН - №93051064/08 заявл 11 1193 отбл 27 02 97-Бюл №6

32 Патент № 2074074 РФ МКИ 6В 23К 20/08 Способ сварки взрывом тонколистовых заготовок [Текст] ' Оголихин В М заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН - № 5048271/08, заявл 16 06 92 опхбл 27 02 97-Бюл №6

33 Патент № 2074075 РФ МКИ 6В 23к20/08 Способ сварки взрывом/ [Текст] / Оголихин В М, заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН - № 5048272/08 заявл 16 06 92 от бл 27 02 97 - Бюл № 6

34 Оголихин В М Разработка и получение композиционных материалов с определенной тепло- электропроводностью сваркой взрывом [Текст] / В М Оголихин, С Д Шемелин // Перспективные материалы - 2007 - № 1 - С 61-65

35 Оголихин В М Сварка взрывом тонколистовых заготовок с пакетным и рулонным расположением свариваемых элементов [Текст] / В М Оголихин СД Шемелин//Технология машиностроения - 2007 - № 12 - С 43^18

V,

36 Оголихин, В М Сварка взрывом тонколистовых заготовок с пакетным и рулонным расположением свариваемых элементов [Текст] / В М Оголихин, С Д Шемелин // Сварочное производство - 2007 - № 12 - С 41-65

37 Оголихин, В М Разработка конструкции и технологии соединения штанги и стержня в сталеалюминиевом штыре [Текст] / В М Оголихин, С Д Шемелин // Цветные металлы -20082-С 68-71

38 Патент РФ (положительное решение от 21 11 2007) Гибкий токоподвод и способ его изготовления сваркой взрывом [Текст] / Оголихин В М , заявитель КТФ ИГиЛ СО РАН -№ 2006136955/ 09/040228, заявл 21 11 2007

39 Оголихин, В М По пучение многослойных цилиндрических конструкций из спирально свернутых листов сваркой взрывом [Текст] / В М Оголихин, С Д Шемелин // Перспективные материалы - 2007 - № 6 - С 64-69

40 Оголихин, В М О создании композиционных материалов с заданной теплопроводностью сваркой взрывом [Текст] / ВМ Оголихин СД Шемелин // Технология машиностроения -2008 -№4- С 5-8

Личный вклад автора В представленных работах, большинство из которых выполнено в соавторстве с другими исследователями, автором определены основные идеи и направления проводимых экспериментальных исследований [5, 12, 13, 15,16, 19-21, 24], предложены и обоснованы новые методы исследований процессов, протекающих в условиях сварки металлических композитов [10, 11, 18,22,25] В работах [1. 2, 9, 14, 17, 30, 31, 34-36, 39, 40] идеи постановка решаемых задач, выбор методов исследования, новых технических и технологических решений и трактовка полученных результатов принадлежат автору Значительная часть результатов получена и опубликована автором без соавторов [3,4,6-8,23,26,27-29,32,33,38]

Подписано в печать 03 06.2008 г Заказ № 235 Формат 60 х 84/16 2 уел п л Тираж 100 экз Отпечатано в Институте гидродинамики им М А Лаврентьева СО РАН 630090, г. Новосибирск, пр-т Лаврентьева, 15

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ОПЫТ И ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

1.1 Получение неразъёмных соединений разнородных металлов

1.2 Анализ существующих способов получения биметалла медь-сталь

1.3 Основные базовые схемы и параметры сварки взрывом

1.4 Задачи исследования для разработки научных основ технологий создания композиционных материалов для деталей и узлов электротермического оборудования

Выводы к главе

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СВАРКИ С ИМПУЛЬСНЫМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

2.1 Экспериментальное определение области качественного соединения при высокоскоростном соударении

2.2 Определение пластической деформации в зоне соединения

2.3 Определение прочности материала сварного шва в зоне соединения

2.4 Оптимизация параметров процесса сварки промышленных крупногабаритных изделий с использованием данных по области (Ук,у)

2.5 Сварка промышленных крупногабаритных заготовок биметалла сталь-медь в подземных камерах.

Выводы к главе

ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРОЧНОСТЬ ЗОНЫ СОЕДИНЕНИЯ БИМЕТАЛЛА МЕДЬ-СТАЛЬ

3.1 Постановка задачи и методика экспериментов

3.2 Термическая обработка и термоциклирование

3.3 Тепловое воздействие от сварки плавлением

3.4 Прочность соединения медь-сталь при высоких температурах

3.5 Оценка прочности простейших сварных конструкций на основе биметалла медь-сталь

3.6 Оценка теплопроводности и электропроводности слоистых композиционных материалов.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛА МЕДЬ-СТАЛЬ С ВНУТРЕННИМИ КАНАЛАМИ. Ю

4.1 Анализ технологических особенностей изготовления деталей с внутренними каналами и постановка задачи

4.2 Технологические особенности изготовления биметалла с внутренними каналами с использованием фрезерования и различных заполнители

4.2.1 Требования, предъявляемые к материалу заполнителя. Ю

4.2.2 Использование легкоплавких металлов . цо

4.2.3 Использование водорастворимых солей

4.2.4 Разработка технологии и изготовление биметаллических заготовок для тигля электропечи ДТВГ-4ПФ . И

4.2.5 О некоторых особенностях формы каналов в плакируемых заготовках

3 Получение каналов путём деформирования и вырубки части плакирующего слоя в процессе высокоскоростного соударения

4.4 Получение каналов путём создания искусственных зон непровара и последующего их раздутия в канал . ¡

Выводы к главе

ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ЭЛЕКТРОЛИЗЁРОВ.

5.1 Разработка конструкции и технологии сварки композиционного ста-леалюминиевого штыря для алюминиевого электролизёра.

5.2 Разработка и создание установки для получения сваркой длинномерных изделий типа сталеалюминиевого анодного штыря

5.3 Разработка конструкции и технологии сварки гибких токоподводов

5.3.1 Анализ существующих конструкций и технологий

5.3.2 Разработка конструкции и технологии

5.4 Оценка возможности изготовления и применения металлических шоистых композиционных материалов на основе сталей СтЗ и У8А для шрубных штампов.

5.4.1 Исследование технологических возможностей изготовления металлических слоистых композиционных материалов на основе сталей СтЗ и У8А применительно для вырубных штампов.

5.4.2 Оценка надёжности сварного соединения рабочих частей пуансонов и матриц с их основаниями

Зыводы к главе

ЛАВА 6 РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ И ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ С ПАКЕТНЫМ И РУЛОННО-СПИРАЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ СВАРИВАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 1 Пакетный способ сварки

6.1.1 Анализ и оценка существующих способов

6.1.2 Разработка пакетного способа сварки тонколистовых заготовок

6.2 Пакетно-рулонный способ сварки

6.2.1 Анализ и оценка существующих способов

6.2.2 Разработка пакетно-рулонного способа сварки тонколистовых заготовок

6.3 Сварка многослойных цилиндрических конструкций

6.3.1 Анализ и оценка существующих способов

6.3.2 Разработка технологии сварки многослойных цилиндрических конструкций на основе рулонно-спиральной намотки листов

6.4 Сварка многослойных труб

6.4.1 Анализ и оценка существующих способов

6.4.2 Разработка технологии сварки многослойных труб с использованием спиральных вставок

Выводы к главе

Актуальность темы. Современное развитие промышленности напрямую связано с широким внедрением новых материалов, сочетающих в себе высокие технико-эксплуатационные свойства, технологичность изготовления и низкую себестоимость производства. В машиностроении, энергетике и электрометаллургии создание новых перспективных материалов, в частности металлических слоистых композитов, всегда было одним из приоритетных направлений развития. В электрометаллургии увеличение выпуска цветных металлов, стали, ферросплавов, тугоплавких металлов в значительной степени зависят от интенсивности производства и сроков эксплуатации электротермического и электролизного оборудования. Составной частью интенсификации производства является ускоренное внедрение в народное хозяйство страны ресурсосберегающих технологий. Особое значение имеет экономия металлов как основных материалов отраслей машиностроения. Одним из эффективных путей решения этой проблемы служит широкое применение слоистых металлических композитов, позволяющих значительно снизить металлоёмкость конструкций и одновременно оптимизировать эксплуатационные характеристики машин и агрегатов. В ряде конструкций оптимальные эксплуатационные свойства можно получить лишь при условии применения составных или комбинированных узлов из разнородных металлов (слоистых композитов). Из таких металлов изготавливается не вся конструкция, а лишь те участки, которые испытывают воздействие силовых нагрузок, температур или сред / 1 /.

Существенная экономия дорогостоящих и дефицитных металлов и сплавов достигается в слоистых композитах благодаря наличию определённых сочетаний физических и механических свойств, которыми не обладает каждый элемент в отдельности. Широкие возможности создания таких материалов обеспечивает сварка взрывом, как принципиально новая технология получения неразъёмных соединений 121, при реализации которой индивидуальные свойства соединяемых металлов не имеют определённого значения для получения высокопрочного соединения поверхностей площадью в несколько квадратных метров с широким диапазоном толщин свариваемых слоев.

Соединение металлов и сплавов в результате развитой пластической деформации соединяемых поверхностей при их высокоскоростном соударении за счёт энергии взрывчатых веществ получило краткое, принятое во всём мире название «сварка взрывом» / 3-7 / по аналогии со сваркой плавлением, сваркой трением, сваркой давлением и т.д. В этом процессе взрывчатое вещество выполняет роль энергоносителя и не более. Сам же процесс образования соединения происходит в рамках законов упругопластического деформирования материалов, соединяемых поверхностей, что подтверждается формой и свойствами соединяемых поверхностей. В этом смысле дискуссионным остаётся вопрос, к какому виду сварки этот процесс отнести - к сварке давлением или сварке плавлением. Но эти вопросы в диссертации не обсуждаются, т.к. используется возможность образования соединения между различными металлами и сплавами как факт, не вдаваясь в модели и механизмы возникновения неразъёмного соединения. Сварка взрывом как технологический процесс, использующий исключительно дешёвый источник энергии (взрывчатые вещества (ВВ) на основе шмиачной селитры), успешно применяется для получения крупногабаритных шоистых композитов в виде двух- и многослойных заготовок под прокат, биметаллических листов, плит и трубных заготовок различного диаметра.

Примером эффективности слоистых композитов является использование шметалла медь-сталь в электроплавильных агрегатах большой единичной мощности / 8-16 /, осуществляющих переходы металлов в жидкое состояние с юследующей кристаллизацией. К таким агрегатам относятся рудотермические сечи мощностью до 80 МВт для производства ферросплавов, абразивных мате-»иалов, медных и никелевых концентратов, дуговые сталеплавильные печи ём-:остью до 200 т жидкой стали, крупнейшие в мире установки для электрошла-:ового переплава, дуговые вакуумные тигли для выплавки тугоплавких метал-ов - титана, циркония, тантала, электронно-лучевые и плазменно-дуговые ус-ановки различного назначения.

Электрометаллургические процессы производства металлов и сплавов характеризуются одновременным воздействием интенсивных тепловых потоков, статических и вибрационных нагрузок на основные рабочие узлы установок. Очевидно, что интенсивный и равномерный по площади отвод тепла из зоны расплава к охлаждающей среде мог бы обеспечить сравнительно тонкий слой меди, обладающий высокой теплопроводностью и исключающий возможность локальных перегрузок поверхности, которая ограничивает объём жидкого металла. Однако при высоких температурах медь имеет малую прочность, что определяет её повышенный расход при создании цельномедных конструкций. В этих условиях биметалл медь-сталь является единственным слоистым композитом, обладающим высокой электро- и теплопроводностью меди и прочностными свойствами стали. Помимо существенной экономии меди по сравнению с цельномедными конструкциями, стальной слой биметалла позволяет не только обеспечить необходимый уровень прочности элементов конструкции при интенсивных термомеханических воздействиях, но и использовать наиболее простые технологические и конструктивные решения при изготовлении и монтаже установок в целом.

Руднотермические печи, выпускаемые отечественной промышленностью, предназначены для производства ферросплавов, файнштейнов, абразивных и других материалов. Дальнейший рост производства стали и повышение её качества обусловлены соответствующим ростом выплавки высококачественных ферросплавов. Важнейшим направлением технического прогресса в ферро-шлавном производстве в настоящее время является повышение единичной мощности закрытых электропечей для выпуска ферросилиция, ферромарганца, шликомарганца, феррохрома и силикохрома. Максимальная единичная мощ-юсть эксплуатируемых печей при производстве ферросилиция, ферромарганца I силикомарганца составляет 63 МВт, при производстве феррохрома и ферро-жликохрома - 33 МВт. Вместе с тем, разработка конструкций герметичных 1ечей продолжает оставаться актуальной проблемой. Основной задачей герметизации как современных, так и реконструируемых старых печей является укрытие приэлектродного пространства долговечными и надёжными в эксплуатации сводами, что позволит повысить технико-экономические показатели производства ферросплавов, улучшить санитарно-гигиенические условия труда, снизить загрязнение воздушного и водного бассейнов. Условия эксплуатации печей, определяемые воздействием термомеханических нагрузок и агрессивной газовой среды, предъявляют к сводам требования высокой стойкости, исключающей при длительной работе печи возможность вскрытия подсводового пространства и появление газовыделения. Существующие конструкции сварных сводов из малоуглеродистой стали или огнеупорного кирпича не удовлетворяют этим требованиям - быстро прогорают и требуют больших затрат на их обслуживание и ремонт. Вместе с тем, изготовление сводов из биметалла медь-сталь с внутренними каналами для циркуляции охлаждающей жидкости в значительной мере удовлетворило бы требованиям, предъявляемым к сводам в процессе эксплуатации печей (надёжность, интенсивный теплоотвод и герметизация).

Составной, но самостоятельной частью электрометаллургии является электрохимическое получение металлов и неметаллических материалов методом электролиза. В промышленных масштабах алюминий, магний, калий, хлор и др. получают электролизом расплавленных солей при 700. 1000°С . Производственный процесс электролиза связан с большим расходом электроэнергии на производство единицы продукции / 17, 18/. Надёжность и экономичность электролизного оборудования в значительной степени зависит от материалов, применяемых при изготовлении их основных узлов и деталей. Биметалл сталь-алюминий широко используется в конструкциях анодных штырей электролизёров по производству алюминия, биметалл алюминий-медь применяется в качестве переходников и шин в электролизёрах по производству алюминия и хлора. Качество соединения исходных металлов между собой в композиционном материале напрямую определяет потери электроэнергии при электролизе и, тем самым, определяет расход электроэнергии, необходимый для производства единицы продукции в каждом электролизёре. Всё выше перечисленное даёт основание считать актуальной задачей разработку технологии сварки слоистых композиционных материалов на основе стали, меди и алюминия для электрометаллургического оборудования, решение которой в значительной степени будет способствовать, в конечном счёте, увеличению выпуска стали, ферросплавов, цветных металлов, специальных сплавов и других материалов в нашей стране.

Цель работы. Разработка научно-обоснованной технологии изготовления слоистых композиционных материалов на основе стали, меди и алюминия для деталей и узлов электрометаллургического оборудования на базе исследования процесса импульсного деформирования свариваемого металла, пластической деформации в зоне соединения и изучения физических и прочностных свойств материалов соединений с учётом воздействия на материалы условий изготовления и последующей эксплуатации.

На защиту выносятся:

- результаты экспериментального исследования области соединения при высокоскоростной пластической деформации биметалла медь-сталь, определившие нижнюю границу параметров для данной пары;

- методика определения характера и величины пластической деформации по искажению двойниковых пластин отжига, используемых в качестве реперов, тозволяющая установить особенности пластической деформации в узких зонах до 0,5 мкм), примыкающих к границе соединения;

- результаты исследования влияния различных тепловых воздействий на трочность соединения биметалла медь-сталь;

- методика оценки прочностных свойств конструкций, изготовленных свар-сой плавлением из биметалла медь-сталь со стальными элементами;

- результаты исследований и опытно-промышленной проверки разработан-шх технологий изготовления биметаллических деталей электротермического )борудования с внутренними каналами;

- методика оценки тепло- и электропроводности в слоистом композицион-юм материале;

- методика оценки прочности материала сварного шва в зоне соединения слоистого композиционного материала;

- результаты разработки конструкции и технологии сварки композиционного сталеалюминиевого штыря для алюминиевых электролизёров;

- результаты разработки конструкции и технологии сварки гибких токопод-водов;

- результаты разработки и создания новых технологических способов сварки композиционных материалов с пакетным и рулонно-спиральным расположением свариваемых элементов.

Научная новизна. Для оптимизации параметров получения крупногабаритных композиционных заготовок экспериментально определена область сварки взрывом биметалла медь-сталь в координатах (ук,у). Установлено, что значения Ук, при которых происходит отклонение нижней границы от прямой (у = 7° ±0,5°) в сторону больших У, связаны со скоростью звука в свариваемых металлах и образованием в зоне расплавов, которые зависят от теплопроводности меди. Разработана методика определения пластической деформации металла на узких участках (до 0,5 мкм) около шовной зоны сварных соединений, недоступных для известных методик, основанная на использовании двойников отжига в качестве реперов, показано, что качество соединения зависит от толщины области интенсивного пластического течения, которое определяется параметрами соударения Ук, у. Установлено, что тепловые воздействия на биметалл медь-сталь, имитирующие условия эксплуатации электротермического оборудования, не снижают прочности соединений ниже прочности меди.

Установлено: прочность соединения исходных металлов медь-сталь в сварном шве зоны соединения достигает 444.469 МПа и превышает предел прочности меди в исходном состоянии на ~ 200 %.

Разработана технология вырубки специальных полостей в метаемой заготовке в процессе полёта и косого соударения при получении композиционного материала, с использованием пластин-ножей шаблонов при соотношении t / S{ > 2 , где t - толщина ножа шаблона, - толщина метаемой заготовки.

Разработана технология создания полостей в композиционном материале из специальных зон непровара, получаемых в композиционном материале и их последующего гидравлического раздутия в канал.

Созданы конструкция, технология и оборудование для производства с использованием взрывного соединения композиционных сталеалюминиевых птырей алюминиевых электролизёров с минимальным падением напряжения за контактах алюминий-сталь, не превышающим 180 мВ при силе тока 300 А.

Разработана и обоснована технология изготовления слоистых композицион-1ых материалов различной формы при пакетном и рулонно-спиральном распо-южении свариваемых элементов.

Практическая значимость. Результаты проведённых исследований легли в )снову разработки и оптимизации ряда технологических процессов изготовле-шя металлических композиционных материалов широкой номенклатуры и на-¡начения.

При этом разработка технологий и оптимизация параметров соединения :рупногабаритных заготовок осуществлялась с учётом особенностей пластиче-:кого деформирования металла околошовной зоны и тепловых процессов, со-гровождающих получение биметалла и его последующую эксплуатацию в уз-tax и деталях электрометаллургического оборудования. Все технические разра-ютки выполнены на уровне изобретений.

Работа состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложения, со-[ержит 247 машинописных страниц текста, 119 рисунков, 25 таблиц, 204 на-[менований литературных источников и 3 приложения.

В первой главе: на основе анализа литературных данных рассмотрены ос-[овные способы получения неразъёмных соединений разнородных металлов, делан вывод о перспективности соединения металлов и сплавов в результате развитой пластической деформации соединяемых поверхностей при их высокоскоростном соударении. Рассмотрены существующие базовые схемы и основные параметры процесса образования соединения, выявлена необходимость исследования процесса импульсного деформирования свариваемых металлов, пластической деформации в зоне соединения при сварке взрывом и необходимость оценки прочностных свойств зоны в условиях эксплуатации металлургического оборудования. Уточнены и поставлены задачи исследования.

Во второй главе: экспериментально определены область параметров высокоскоростного соударения, пластическая деформация в зоне соединения, прочность материала шва в зоне соединения и оптимизированы параметры процесса сварки для промышленных крупногабаритных изделий.

В третьей главе: экспериментально определено влияние теплового воздействия на прочность зоны соединения медь-сталь. Разработана методика оценки прочности сварных конструкций на основе биметалла медь-сталь, обеспечивающая условие равнопрочности по взрывному соединению и сварке плавлением.

В четвёртой главе: разработаны технологии изготовления сваркой взрывом биметалла медь-сталь с внутренними каналами: с использованием фрезерования и заполнителей, а также без использования фрезерования и заполнителей.

В пятой главе: разработана конструкция и технология сварки композиционного сталеалюминиевого штыря и установка для его производства. Создана конструкция и технология сварки гибких токоподводов.

В шестой главе: разработаны технологии сварки взрывом композиционных плоских и цилиндрических деталей с пакетным и рулонно-спиральным расположением исходных элементов.

Диссертационную работу завершают общие выводы.

В приложении приведены копии актов внедрения, использования биметаллов и оборудования.

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в 80 работах, наиболее значительными среди которых являются следующие статьи в реферируемых журналах и изобретения:

1 A.c. № 976575 СССР, МКИ В23 К20/08. Способ изготовления сваркой взрывом деталей с внутренними полостями [Текст] / Оголихин В.М., Симонов В.А. и др.; заявитель СКБ ГИТ СО АН СССР.- 3003404/25-27; заявл. 18.09.80.

2 Оголихин, В.М. Использование сварки взрывом при изготовлении электротермического оборудования [Текст] / В.М. Оголихин, В.А. Симонов // Применение энергии взрыва в сварочной технике. - Киев, ИЭС им. Е.О. Пато-на.- 1983.-С. 20-28.

3 Оголихин, В.М. О некоторых особенностях детонации плоских зарядов уг-ленита Э-6 применительно к сварке взрывом [Текст] / В.М. Оголихин // Физика горения и взрыва - 1983 - Т. 19, № 2 - С. 99-101.

4 Оголихин, В.М. Влияние сварки на прочность биметалла сталь-медь [Текст] / В.М. Оголихин // Автомат, сварка - 1983 - № 3 С. 14-15, 20.

5 Бондарь, М.П. Термическая стабильность дисперсно-упрочнённых композиций после динамических нагружений [Текст] / М.П. Бондарь, В.М. Оголихин // Тр. 5-ого междунар. симпоз. о композиционных металлических материалах. - ЧССР, Братислава.- 1983.-С. 306-312.

6 Ogolikhin, V.M. Arc welding influence on the steel-copper composites produced by explosive welding [Техт] / V.M. Ogolikhin // HERF: Proc.8th Int. conf., 17-21 June 1984, San Antonio, Texas.-New York: ASME.- 1984. - P. 195-197.

7 Оголихин, В.М. Оценка надёжности соединения сваркой взрывом рабочих частей пуансонов и матриц с их основаниями [Текст] / В.М. Оголихин // Кузнечно-штамповочное производство - 1984. -№ 10. - С. 18-19.

8 Оголихин, В.М. Сварка взрывом стали СтЗ с инструментальной сталью У8А для изготовления заготовок вырубных штампов [Текст] / В.М. Оголихин // Авиационная промышленность.- 1984. - № 3. - С. 49-50.

9 А.с. 1246492 СССР, МКИ В23 К20/08. Способ изготовления деталей с внутренними полостями сваркой взрывом [Текст] / В.М. Оголихин, В.А. Симонов и др.; заявитель СПКТБ ЭТО ПО «Сибэлектротерм».- № 376562/25-27; заявл. 04.07.84.

10 Бондарь, М.П. Влияние тепловых воздействий на свойства биметалла медь-сталь, полученного сваркой взрывом [Текст] / М.П. Бондарь, В.А. Симонов, В.М. Оголихин // Применение энергии взрыва в сварочной технике. - Киев, ИЭС им. Е.О. Патона, 1985.- С. 17-22

11 Бондарь М.П. Исследование влияния тепловых воздействий на биметалл медь-сталь, полученный сваркой взрывом [Текст] / М.П. Бондарь, В.А. Симонов, В.М. Оголихин // Использование энергии взрыва для производства металлических материалов с новым свойствами: Матер. 6-го междунар. симп., ЧССР, Готвальдов, 22-24 окт.- 1985 - Т 2.- С. 340-344.

12 Бондарь, М.П. О пластической деформации в зоне соединения при плакировании взрывом [Текст] / М.П. Бондарь, В.М. Оголихин // Физика горения и взрыва.- 1985.-Т. 21, №2.-С. 147-151.

13 Бондарь, М.П. Деформационное состояние зоны соединения при сварке взрывом и механизм её образования [Текст] / М.П. Бондарь, В.М. Оголихин // Использование энергии взрыва для производства металлических материалов с новыми свойствами методами сварки, плакирования, упрочнения и прессования порошков взрывом: Матер. 6-го междунар. симп., ЧССР, Готвальдов, 22-24 окт.- 1985. - Т 2.- С. 291-298.

14 Оголихин В.М. Сварка взрывом биметалла медь-сталь [Текст] / В.М. Оголихин, В.А. Симонов // Использование энергии взрыва для производства металлических материалов с новыми свойствами: Матер. 6-го междунар. симп., ЧССР, Готвальдов, 22-24 окт.- 1985.- Т. 2.- С. 224-230.

15 Bondar, М.Р. Plastic Deformation in Bonding Zone under Explosive Welding and its Role in Bonding Formation [Text] / M.P. Bondar, V.M. Ogolikhin. - J. de Physigue, 1985.-T. 46, Suppl. No. 8. - P. 379-384.

16 Ишуткин, C.H. Экспериментальное определение области сварки взрывом биметалла медь-сталь [Текст] / С.Н. Ишуткин., В.В. Пай, В.А. Симонов, В.М. Оголихин // Применение энергии взрыва в сварочной технике. - Киев.: ИЭС им. Е.О. Патона, 1985.- С. 12-17.

17 А.с. № 1345043 СССР, F 27 D 1/12. Устройство для охлаждения узлов печи [Текст] / И.А. Немировский, Е.В. Мейерович, В.М. Оголихин, и др.; заявитель ПО «Центроэнергоцветмет».- № 4078010/23-02; заявл. 24.04.86; опубл. 15.10.87, Бюл. № 38.

18 А.с. № 1358550 СССР, МКИ 4G 01 N 3/08. Образец для определения прочностных характеристик биметаллов [Текст] / В.М. Оголихин, А.И. Котляр; заявитель СКВ ГИТ СО АН СССР.- № 4035851/25-28; заявл. 10.03.86.

9 Simonov, V.A. Using explosive welding to fabricate blanking dies and punches [Text] / V.A. Simonov, V.M. Ogolikhin // Metallurgical. Appl. of Shock Wave and High-Strain-Rate Phenomena - New York-Basel, 1986. - P. 917-925.

0 Бондарь, М.П. Пластическая деформация и образование связи при сварке взрывом медных пластин [Текст] / М.П. Бондарь, В.М. Оголихин // Физика горения и взрыва - 1988-№ 1- С. 122-127.

1 Bondar, М.Р. On effect of initial structure of explosively welded materials in finite strength properties of composites [Text] / M.P. Bondar, V.M. Ogolikhin, V.A. Simonov // X Int. conf. 18-22 Sept., 1989, Ljubljana, Yugoslavia, - Ljubljana, 1989.-P. 224-229.

12 Бондарь, М.П. Прочностные характеристики биметаллических композитов, полученных сваркой взрывом [Текст] / М.П. Бондарь, В.М. Оголихин, В.А. Симонов // Применение энергии взрыва в сварочной технике. Сб. науч. тр-Киев, ИЭС им. Е.О. Патона.- 1989.- С. 76-79.

3 Патент № 1343075 РФ, МКИ 6В 23 К 20/08. Способ изготовления деталей с внутренними полостями [Текст] / В.М. Оголихин; заявитель СКБ ГИТ СО АН СССР. - № 4823568/08; заявл. 07.05.90; патентообл. КТИ ГИТ СО РАН; опубл. 27.02.95, Бюл. № 6.

14 Бондарь, М.П. Использование процесса рекристаллизации для характеристики деформационного состояния соединений, полученных сваркой взрывом [Текст] / М.П. Бондарь, В.М. Оголихин // Обработка материалов импульсными нагрузками. Тематический сборник 4601. - Новосибирск,- 1990- № 3/08.-С. 251-269.

25 Оголихин, В.М. Определение прочности материала сварного шва в биметаллах, полученных сваркой взрывом [Текст] / В.М. Оголихин, А.И. Котляр // Обработка материалов импульсными нагрузками. Тематический сборник 4601. - Новосибирск.- 1990. -№ 3/08 - С. 260-265.

16 Оголихин, В.М. О некоторых особенностях сварки разнородных металлов при взрывном нагружении [Текст] / В.М. Оголихин // Сб.Юбработка материалов импульсными нагрузками. Тематический сборник 4601. - Новосибирск.- 1990. - № 3/08.- С. 245-250.

11 Патент № 2031763 РФ, МКИ 6В 23К 20/08. Способ изготовления сваркой взрывом многослойной цилиндрической конструкции [Текст] / В.М. Оголихин; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН - № 5048270/08; заявл. 16.06.92; опубл. 27.03.95, Бюл. № 9.

28 Патент № 2064386 РФ, МКИ 6В 23К20/08. Способ получения многослойных труб сваркой взрывом [Текст] / В.М. Оголихин; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН.- № 5048268/08; заявл. 16.06.92; опубл. 27.07.96, Бюл. № 21.

29 Патент РФ № 2064387, МКИ 6В 23 К20/08. Способ сварки локальным сдвигом [Текст] / В.М. Оголихин; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН - № 5048269/08; заявл. 16.06.92; опубл. 27.07.96, Бюл. № 21.

30 Патент № 2059740 РФ, МКИ С25СЗ/12. Сталеалюминиевый анодный штырь алюминиевого электролизёра [Текст] / В.М. Оголихин, Б.С. Злобин, Г.Е. Зи-бер; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН, АО «Металлургре-монт».- № 93052800/02; заявл. 29.11.93; опубл. 10.05.96, Бюл. № 13.

31 Патент № 2074076 РФ, МКИ 6В 23К 20/08. Установка для обработки взрывом длинномерных изделий [Текст] / В.М. Оголихин, В.П. Душкин, Г.Е. Зи-бер; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН. - № 93051064/08; заявл. 11.11.93; опубл. 27.02.97, Бюл. № 6.

32 Патент № 2074074 РФ, МКИ 6В 23К 20/08. Способ сварки взрывом тонколистовых заготовок [Текст] / В.М. Оголихин; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН. - № 5048271/08; заявл. 16.06.92; опубл. 27.02.97, Бюл. №6.

33 Патент № 2074075 РФ, МКИ 6В 23К20/08. Способ сварки взрывом/ [Текст] / В.М. Оголихин; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН. -№ 5048272/08; заявл. 16.06.92; опубл. 27.02.97, Бюл. № 6.

34 Оголихин, В.М. Разработка и получение композиционных материалов с определённой тепло- электропроводностью сваркой взрывом [Текст] /

B.М. Оголихин, С.Д. Шемелин // Перспективные материалы - 2007,- № 1С. 61-65.

35 Оголихин, В.М. Сварка взрывом тонколистовых заготовок с пакетным и рулонным расположением свариваемых элементов [Текст] / В.М. Оголихин,

C.Д. Шемелин // Технология машиностроения - 2007 - № 12 - С. 43-48.

36 Оголихин, В.М. Сварка взрывом тонколистовых заготовок с пакетным и рулонным расположением свариваемых элементов [Текст] / В.М. Оголихин, С.Д. Шемелин// Сварочное производство.-2007-№ 12 -С. 41-65.

37 Оголихин, В.М. Разработка конструкции и технологии соединения штанги и стержня в сталеалюминиевом штыре [Текст] / В.М. Оголихин, С.Д. Шемелин // Цветные металлы - 2008 - № 2 - С. 68-71.

38 Патент РФ (положительное решение от 21.11.2007). Гибкий токоподвод и способ его изготовления сваркой взрывом [Текст] / Оголихин В.М.; заявитель КТФ ИГиЛ СО РАН. -№ 2006136955/ 09/040228; заявл. 21.11.2007.

19 Оголихин, В.М. Получение многослойных цилиндрических конструкций из спирально свёрнутых листов сваркой взрывом [Текст] / В.М. Оголихин, С.Д. Шемелин // Перспективные материалы - 2007- № 6 - С. 64-69.

Ю Оголихин, В.М. О создании композиционных материалов с заданной теплопроводностью сваркой взрывом [Текст] / В.М. Оголихин, С.Д. Шемелин // Технология машиностроения - 2008 - № 4 - С. 5-8.

Материалы работы докладывались и публиковались в сборниках научных рудов международных, всесоюзных и всероссийских конференций, симпозиу-юв и других научных совещаний. На базе проведённых исследований разрабо-ан ряд научно обоснованных технологий изготовления слоистых металличе-ких композиционных материалов (СМКМ) для изделий электрометаллургиче-есого оборудования, внедрение которых на предприятиях отрасли позволило олучить экономический эффект более 270 млн. руб. в сопоставимых ценах 007 г.

В заключении приношу благодарность моему научному консультанту лау-зату премии Совета Министров СССР доктору технических наук, профессору ковлеву Игорю Валентиновичу, в значительной мере определившему основ-ые направления данного диссертационного исследования, проявившему по-гоянное внимание и помощь в выполнении работы.

Выражаю также благодарность всем моим коллегам, в особенности сотрудникам КТФ ИГиЛ Семенчуку М.Т., Родикову Г.Г., Шемелину С.Д., оказавшим конкретную помощь при выполнении работы.

Кроме того, автор навсегда останется благодарен своему первому учителю лауреату Государственной премии СССР к.т.н. Симонову Валерию Александровичу, под руководством которого начинал свои первые исследования по обработке материалов энергией взрывчатых веществ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Показана перспективность использования композиционных материалов на эснове стали и меди, получаемых сваркой взрывом, в виде крупногабаритных заготовок для создания ряда новых деталей и узлов электротермического оборудования.

2 Установлено, что при сварке биметалла медь-сталь нижняя граница области сварки в координатах (Vk,y) при 800 < Vk < 4000 м/с может определяться

1рямой у = 7° ± 0,5°. Величина сдвиговой деформации е на границе соединения достигает 1000 %. Напряжения разрушения в сварном шве по зоне соединения составляют 444.469 МП а и превышают предел прочности меди в исходном состоянии на ~ 200 %. На крупногабаритных заготовках, где площади используемых зарядов ВВ увеличиваются до нескольких квадратных метров, происходят локальные изменения режима детонации за счёт неравномерности толщины слоя ВВ и плотности заряда, приводящие к образованию зон непрова-эа. Эти негативные эффекты устраняются использованием зарядов ВВ с низкой жоростью детонации.

3 Экспериментально установлено, что отжиг биметалла медь-сталь с разными скоростями охлаждения и термоциклирование с перепадом температур до 1000° С и максимальным количеством циклов 20 не оказывают существенного злияния на прочность зоны соединения медь-сталь. Кратковременный расплав а последующая кристаллизация меди в зоне соединения медь-сталь не приводят с полной потере прочности соединения. Сварка плавлением по стальному слою 5иметалла не снижает прочность зоны соединения медь-сталь ниже прочности ^еди в отожжённом состоянии. Прочность зоны соединения медь-сталь при ювышенных температурах не меньше временного сопротивления меди при тех ке температурах.

4 Построены номограммы для расчёта теплового и электрического сопротивлений композиционных материалов, позволяющие на стадии проектирования конструкций рационально выбирать материалы с оптимальными свойствами за счёт выбора соотношения толщин исходных материалов в композите.

5 Разработаны новые схемы изготовления сваркой взрывом композиционных деталей с внутренними каналами, исключающие трудоёмкие операции по сверлению, фрезерованию каналов и обеспечивающие их сохранение при взрывной обработке.

6 Разработан ряд практических способов сварки взрывом с пакетным и ру-лонно-спиральным предварительным расположением свариваемых заготовок. Сварка взрывом с пакетным расположением свариваемых элементов значительно упрощает технологию сварки тонколистовых заготовок и позволяет од-зим зарядом ВВ сваривать несколько тонколистовых заготовок из предварительно собранных пакетов. Сварка взрывом с пакетно-рулонным расположени-;м свариваемых элементов позволяет сваривать заготовки большой протяжён-юсти (длиной до 30 м).

7 Разработанная и внедрённая технология соединения сваркой взрывом люминиевой штанги со стальным стержнем обеспечивает качественное соеди-[ение алюминия со сталью в анодном штыре. Созданная с использованием тех-юлогии сварки взрывом конструкция сталеалюминиевого анодного штыря менынает потери электроэнергии при электролизе алюминия. Разработанная и недрённая в производство установка для обработки взрывом длинномерных зделий позволяет в цеховских условиях изготавливать за один цикл шесть ста-еалюминиевых анодных штырей или 80.90 штырей за смену.

8 Создана конструкция гибкого токоподвода, способная работать при темпе-атуре до 500° С без потерь на внешних и внутренних контактах, допускающая ^пользование неограниченное количество полос из различных металлов.

9 Разработанный ряд научно обоснованных технологий изготовления про-ышленных изделий и конструкций для электрометаллургического оборудова-1Я получил успешное внедрение на ведущих предприятиях отрасли (ОАО ^ибэлектротерм» /г. Новосибирск/, ООО «Химстроймонтаж» / г. Усолье

Сибирское/ и другие), что позволило за счёт экономии дорогостоящих материа-юв, повышения качества и надёжности изделий получить экономический эффект более 270 млн. руб. в сопоставимых ценах 2007 г.

1. Дерибас, A.A. Физика упрочнения и сварки взрывом. Текст. / Дерибас A.A. -Новосибирск: Наука, 1980. 220 с.

2. Carl, L.R. Brass welds, made by detonation impulse Техт. / L.R. Carl // Metal Progr.- 1944.-V 46. N 1.- P. 102-103.

3. Failie J. Explosive welding and forming open another door industry Техт. / J.Failie J. // Weld. Engr. 1959.- № 4.- P. 61-62, 64.

4. Петушков, В.Г. О границах области сварки металлов взрывом с учётом влияния вязкости металлов Текст. / В.Г. Петушков, Ю.И. Фадеенко // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: межвуз. сб. науч. трудов / Вол-ГТУ.- Волгоград, 1998.- С. 42-51.

5. Bangs, S. Explosive welding nears production lien use Техт. / S. Bangs // Weld. Des. And Fabric.- 1962.- V. 35, № 8.- P. 40-42, 44.

6. Биченков, Е.И. Сварка взрывом Текст. / Е.И. Биченков, A.A. Дерибас, B.C. Седых, Ю.А. Тришин // Докл. на собрании Учёного совета, 15-20 марта 1961 г.-Новосибирск, 1962.-Вып. №22.-С. 3-15.

7. Вафин, Р.З. Участок сварки взрывом на НЗЭТО Текст. / Р.З. Вафин., В.Г. Завьялов // Применение энергии взрыва в сварочной технике. Киев.: ИЭС им. Е.О. Патона, 1977.- С. 86-88.

8. Вафин, Р.З. Изготовление тиглей электропечи ДТВГ-4ПФ с применением технологии сварки взрывом Текст. / Р.З. Вафин, В.Г. Завьялов, В.М. Оголи-хин и др. // 6-е Всесоюз. совещ. по сварке и резке металлов взрывом: тез. докл. -Уфа, 1979.-С. 58-59.

9. Оголихин, В.М. Использование сварки взрывом при изготовлении электротермического оборудования Текст. / В.М. Оголихин, В.А. Симонов // Применение энергии взрыва в сварочной технике. Киев, ИЭС им. Е.О. Пато-на- 1983 - С. 20-28.

10. Богомолов, Ю.М. Конструкторско-технологическая база Производственного объединения «Сибэлектротерм» Текст. / Ю.М. Богомолов, A.C. Бородачев // Электротехн. пром-сть (Сер. «Электротермия»).- 1984- Вып. 5 (255).-С. 1-2.

11. Курапин, И.Н. Отработка новых конструктивных узлов ферросплавных электропечей Текст. / И.Н. Курапин, В.П. Кучеренко, М.М. Соболь,

12. В.П. Давыдов // Электротехн. пром-сть (Сер. «Электротермия»).- 1984.— Вып. 5 (255).- С. 9.

13. Беляев, А.И. Металлургия легких металлов Текст. : учебник для вузов по специальности "Металлургия цветных металлов" / А. И. Беляев. 6-е изд., испр. и доп. - М. : Металлургия, 1970. - 367 с. : ил.

14. Зеликман, А.И. Металлургия редких металлов Текст. : учебное пособие для вузов / А.И. Зеликман, Г.Н. Меерсон. М.: Металлургия, 1973. - 608 е.: ил.

15. Анциферов, В.Н. Композиционные материалы и конструкции на основе титана и его соединений Текст. : моногр. / В.Н. Анциферов, Л.Д. Сиротенок, И.В. Яковлев Новосибирск.: Изд-во Ин-та гидродинамики СО РАН, 2001. -370 с.

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

17. Король, В.К. Основы технологии производства многослойных металлов Текст. / Король В.К., Гильгенгорн М.С.- М.: Металлургия, 1970 237 е.: ил.-Библиогр.: с. 244-237.

18. Хренов, К.К. Сварка, резка и пайка металлов Текст. / Хренов К.К. 3-е изд. -М.: Машиностроение, 1970 - 408 с.

19. Васильев, К.В. Сварка в машиностроении Текст. : справ, в 4-х т. / К.В. Васильев, В.И. Вилль, В.Н. Волченко и др.; ред. H.A. Ольшанский М.: Машиностроение, 1978 - Т.1.- 504 е.: ил.

20. Азаров, А.Ф. Получение многослойных материалов сваркой давлением. Обзор отеч. и зарубеж. лит. (Сер. «XI») Текст. / А.Ф. Азаров,- М.: ГОНТИ, 1981.-27 с.

21. Таблицы физических величин Текст.: справ. / ред. акад. И.К. Кикоин- М.: Атомиздат, 1976 1008 с.

22. Рабкин, Д.М. Сварка разнородных металлов Текст. / Д.М. Рабкин, В.Р. Рябов, С.М. Гуревич.- Киев.: Техника, 1976. 208 с.

23. Шутов, Б.А. Об оптимальном составе металла шва при сварке плавлением меди с низкоуглеродистой сталью Текст. / Б.А. Шутов, A.A. Ерохин // Автомат. сварка 1970.-№ 11- С. 17-19.

24. Груздинский, Б.В. О взаимодействии расплавленной меди со сталями при наплавке и сварке Текст. / Б.В. Груздинский, И.А. Шлямнева, Т.Н. Степанов // Свароч. пр-во- 1970.- № 12 С. 10-12.

25. Лосицкий, Н.Г. Сварка меди со сталью в среде углекислого газа Текст. / Н.Г. Лосицкий, В.Я. Глушко, А.Е. Митус и др. // Хим. и нефт. машиностроение.- 1973.-№ 6.- С. 26-28.

26. Беляев, В.Н. Свариваемость низкоуглеродистой стали с медью электронным лучом в вакууме Текст. /В.Н. Беляев, С.И. Юдина, Л.А. Бояршина и др. // V Всесоюз. конф. по электронно-лучевой сварке. Киев: Наукова думка, 1975.-С. 95-99.

27. Л Кирсанок, Ю.К. Наплавка в вакууме меди на электротехническую сталь Текст. /Ю.К. Кирсанов. В.В. Дмитриев, Л.Р. Казанский и др. //Изв. вузов-Машиностроение, 1975-№ 8.-С. 109-113.

28. Июшенко, В.М. Автоматическая сварка меди со сталью больших толщин Текст. / В.М. Июшенко, Л.М. Босак, Л.И. Гришин // Автомат, сварка. -1966.-№6.-С. 73.

29. Вайнерман, А.Е. Плазменная наплавка металлов Текст. / А.Е. Вайнерман, М.Х. Шоршов, В.Д. Веселков и др.- Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1969.-192 с.

30. Беляев, В.Н. Структура и свойства сварных соединений меди со сталью, выполненных электронно-лучевой сваркой в вакууме Текст. / В.Н. Беляев, Ю.М. Буравлёв, В.В. Иваненко и др. // Свароч. пр-во.- 1976 № 5. - С. 2830.

31. Казаков, Н.Ф. Диффузионная сварка материалов Текст. / Н.Ф. Казаков М.: Машиностроение, 1976. - 312 с.

32. Чернов, В.В. Особенности сварки трением меди и её сплавов со сталями Текст. / В.В. Чернов, Г.Г. Утлинский, Н.И. Шестопалов // Вопросы механизации и автоматизации сварочного производства. Тула: ТПИ, 1977 - С. 7579.

33. Аснис, Е.А. Особенности наплавки меди на хромникелевые сплавы Текст. / Е.А. Аснис, В.Н. Замков // Свароч. пр-во. 1961. - № 2. - С. 20-22.

34. Аснис, Е.А. О механизме образования трещин при сварке и наплавке меди на сталь Текст. / Е.А. Аснис, В.М. Прохоренко, JI.C. Швиндлерман // Свароч. пр-во.-1965.-№ 11.-С. 8-9.

35. Абрамович, В.Р. Циклическая прочность сварных соединений меди и сплава МНЖ 5-1 со сталью ОХ18НЮТ Текст. / В.Р. Абрамович, В.Н. Захаров // Свароч. пр-во.- 1979.- № 3 С. 21-22.

36. ДО Абрамович, В.Р. Склонность коррозионно-стойкой стали типа 18-8 к растрескиванию при автоматической наплавке на неё меди и сплавов на медной основе в аргоне Текст. / В.Р. Абрамович, В.А. Андроник // Свароч. пр-во-1978.-№9.-С. 11-13.

37. Матвеенков, Ф.И. Получение листового биметалла сталь-медь Текст. / Ф.И. Матвеенков // Сталь.- 1974.- № 5.- С. 435-436.

38. Dawson, R.J.C. The explosive forming and welding of copper-basedalloys Text. / R.J.C. Dawson, A.K. Wollaston // Rev soundure.- 1975- vol. 31, No. 3 P. 99108.

39. Dreher, L. Wlasnosci polaszen spajanych wybuchowo miedz-stal i aluminium-stal Text. / L. Dreher, H. Czajkowski, W. Walczak // Przegl. Spawaln., 1968.- T. 20, No. 2.-P. 14-19.

40. Кудинов, В.М. Особенности сварки плавлением меди со сталью через биметаллический переходник Текст. / В.М. Кудинов, A.A. Рева // Автомат, сварка. 1977.-№ 8.-С. 52-55.

41. Вайнерман, А.Е. О влиянии проникновения медного сплава на свойства соединений, получаемых наплавкой сплавов на сталь. Наплавка металлов Текст. / А.Е. Вайнерман. Л.: ЛДНТП, 1970,- ч. II. - С. 25-35.

42. Гельман, A.C. Основы сварки давлением Текст. / A.C. Гельман. М.: Машиностроение, 1970. - 312 е.: ил. - Библиогр.: с. 302-310.

43. Хренов, К.К. Холодная сварка металлов Текст. / К.К. Хренов. М.: НТО Машпром, 1972. - 152 с.

44. Вилль, В.И. Сварка металлов трением Текст. / В.И. Вилль. 2-е изд., пере-раб и доп.- М.: Машиностроение, 1970. - 181 е.: ил . - Библиогр.: с. 170-173.

45. Холопов, Ю.В. Ультразвуковая сварка Текст. / Ю.В. Холопов. Л.: Машиностроение, 1972 - 152 с.

46. Колпашников, А.И. Горячее гидропрессование металлических метериалов Текст. / А.И. Колпашников. М.: Машиностроение, 1977. - 180 с.

47. Соннов, А.П. Количественная оценка оплавления металлов при сварке взрывом Текст. / А.П. Соннов, B.C. Седых // Сварка взрывом и свойства сварных соединений: Сб. тр. Волгоград, политехи, ин-т. Волгоград, 1975.-Вып. 2-С. 39-46.

48. Захаренко, И.Д. Тепловые эффекты в зоне соединения при сварке взрывом Текст. / И.Д. Захаренко, Т.М. Соболенко // Физика горения и взрыва. -1971.- Т. 7, № 3С. 433-436.

49. Каракозов, Э.С. Соединение металлов в твёрдой фазе Текст. / Э.С. Каракозов. М.: Металлургия, 1976. - 264 с.

50. Каракозов, Э.С. Сварка металлов давлением Текст. / Э.С. Каракозов. М.: Машиностроение, 1986. - 280 с.

51. Рябов, В.Р. Сварка разнородных металлов и сплавов Текст. / В.Р. Рябов, Д.М. Рабкин, P.C. Курочко, Л.Г. Стрижевская. М.: Машиностроение, 1984.-239 с.

52. Седых, B.C. Основные параметры сварки взрывом и прочностные характеристики сварных соединений Текст. / B.C. Седых, М.П. Бондарь // Сварочное. пр—во.— 1963. -№ 2 (314).- С. 1-5.

53. Крупин, A.B. Деформация металлов взрывом Текст. / A.B. Крупин, В.Я. Соловьёв, Н.И. Шефтель, А.Г. Кобелев. М.: Металлургия, 1975. - 416 с.

54. Кудинов, В.М. Сварка взрывом в металлургии Текст. / В.М. Кудинов; ред. Э.С.Каракозов. М.: Металлургия, 1978. - 168 е., ил.- (Новые процессы сварки давлением).- Библиогр.: с.159-165.

55. Гельман, A.C. Плакирование стали взрывом: Структура и свойства биметалла Текст. / A.C. Гельман, А.Д. Чудновский, Б.Д. Цемахович, И.Л. Харина; общ. ред. A.C. Гельман и др. -М.: Машиностроение, 1978. 191 е., ил.- Библиогр.: с. 183-189.

56. Дерибас, A.A. Определение параметров соударения плоских тел, метаемых ВВ, в условиях сварки взрывом Текст. / A.A. Дерибас, В.М. Кудинов, Ф.И. Матвеенков, В.А. Симонов // Физика горения и взрыва. 1967 - Т. 3, № 2. -С. 291-198.

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

58. Добрушин, Л.Д. К вопросу о нижней границе сварки взрывом Текст. / Л.Д. Добрушин // Автоматич. сварка. 1979.- № 6 - С. 64-65.

59. Дерибас, A.A. Определение предельных режимов соударения, обеспечивающих сварку взрывом Текст. / A.A. Дерибас, И.Д. Захаренко // Физика горения и взрыва 1975-Т. 3 , № 1. - С. 151-153.

60. Захаренко, И.Д. Критические режимы при сварке взрывом Текст. / И.Д. За-харенко // Физика горения и взрыва 1972 - Т. 8, № 3- С. 422-428.

61. Симонов, В.А. Области сварки взрывом, основные параметры и критерии Текст. / В.А. Симонов. Новосибирск.: Изд-во Ин-та гидродинамики СО РАН, 1995.-61 с.

62. Кузьмин, Г.Е. О метании плоских пластин слоями конденсированных ВВ Текст. / Г.Е. Кузьмин, В.И. Мали, В.В. Пай // Физика горения и взрыва-1967.- Т. 3, № 2.- С. 291-297.

63. Дидык, Р.П. К анализу процесса сварки разнородных металлов энергией взрыва Текст. / Р.П. Дидык, Л.Я. Парчевский // Изв. Днепропетр. горн, инта.- 1965.-№ 47- С. 174-185.

64. Якушов, В.А. Получение композиционных материалов методом сварки взрывом Текст. / В.А. Якушов // Сб. науч. тр. Кубан. ун-т.- 1977. -№251.-С. 64-72.

65. Тюрин, E.H. Свойства и способ получения биметалла медь-сталь Текст. / E.H. Тюрин, С.Ф. Бакума, Л.Е. Ватник и др. // Технология машиностроения: Сб. тр. Волгоград, политехи, ин-т. Волгоград, 1970 - С. 150-152.

66. Коблев, А.Г. Производство биметаллов методом взрыва Текст. / А.Г. Коб-лев и др. М.: Машиностроение, 1982. - 184 с.

67. Калашников, Е.А. Особенности сварки взрывом меди с рельсовой сталью повышенной прочности Текст. / Е.А. Калашиков, С.Г. Довбыш, В.Б. Шля-пин // В кн.: Применение энергии взрыва в сварочной технике. Киев.: ИЭС им. Е.О. Патона, 1983 - С. 62-67.

68. Masahiro, Fujita. Сварка взрывом с использованием конического генератора ударных волн. Исследование процесса Текст. / Fujita Masahiro, Yae Kasio, Naito Yuichiro // Technol. Plast.- 1977.- Vol. 18, № 201.- P. 827-834.

69. Köche, R. Sprengplattierte Stahlbleche mit Auflagewerkstoffen aus NE-Metalen und hochkorrosionsbeständigen Werkstoffen für Apparate und Anlagen der chemischen Industrie Text. / R. Köche // Werkst, und Korros 1977.- Bd. 28, № 3.-P. 166-173.

70. Pocalyko, A. Clad plate products by explosive bonding Text. / A. Pocalyko, C.P. Williams // Wald. J.- 1964.-Vol. 43, № 10.- P. 85-861.

71. Czajkowski, H. Przyklady zastosowania zgrzewania wybuchowego Text. / H. Czajkowski // Przewaln.- 1978.- T. 30, № 10.- P. 16-17.

72. Walczak, W. Budova i wlasnosci wybuchowych polaczen mieds-stal Text. / W. Walczak // Przegl. spawaln., 1969.- T. 21, № 4.- P. 97-103.

73. Grossland, В. Explosive welling of metals and Is application Text. / B. Grossland.- Oxford Clarenden Press, 1982. 233 p.

74. Ю Walczak, W. Warunki uzyskania zlaczy zgrzewaych wybuchowo о wysokiej wy-trzymalosci Text. / W. Walczak // Przegl. spawaln., 1976 T. 28, № 3-P. 61-63.

75. Седых, B.C. Сварка взрывом как разновидность процесса соединения металлов в твёрдой фазе Текст. / B.C. Седых // Сварка взрывом и свойства сварных конструкций: Сб. тр. Волгоград, политехи, ин-т Вып. 1.- Волгоград, 1974.-С. 3-24.

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

77. Годунов, С.К. Исследование вязкости металлов при высокоскоростных соударениях Текст. / С.К. Годунов A.A. Дерибас, И.Д. Захаренко, В.И. Мали // Физика горения и взрыва 1971- Т. 7, № 1.- С. 135-141.

78. Трыков, Ю.П. Свойства и работоспособность свариваемых взрывом композиционных соединений Текст.: Дис. . док. тех. наук / Ю.П. Трыков. Волгоград, 1982.-402 с.

79. Стефанович, Р.В. Пластичекая деформация металлов и её связь с критическими режимами при сварке взрывом Текст. /Р.В. Стефанович // Порошковая металлургия: Респ. межвед. сб. Беларус. политехи. ин-т.-Минск, 1978-Вып. 2 С. 51-56.

80. Седых, B.C. Экспериментальное определение деформации в зоне соединения при сварке взрывом Текст./ B.C. Седых, А.П. Соннов, В.Г. Шморгун //

81. Применение энергии взрыва в сварочной технике. Киев.: ИЭС им. Е.О. Па-тона, 1983.-С. 49-53.

82. Симонов, В.А. Особенности детонации плоских зарядов смесей тротила с аммиачной селитрой Текст. / В.А. Симонов // Детонация Вып. 11.- Черноголовка, 1981-С. 51-55.

83. Симонов, В.А. Детонация плоских зарядов аммонита № 6ЖВ Текст. / В.А. Симонов // Физика горения и взрыва-1979 Т. 15, № 6- С. 118-121.

84. Ишуткин, С.Н. Исследование теплового воздействия ударно-сжатого газа на поверхность соударяющихся пластин Текст. / С.Н. Ишуткин, В.И. Кирко, В.А. Симонов // Физика горения и взрыва 1980 - Т. 16, № 6 - С. 69-73.

85. Захаренко, И.Д. Сварка металлов взрывом Текст. / И.Д. Захаренко-Минск.: «Навука i тэхшка», 1990 205 с.

86. Оголихин, B.M. О некоторых особенностях детонации плоских зарядов уг-ленита Э-6 применительно к сварке взрывом Текст. / В.М. Оголихин // Физика горения и взрыва 1983 -Т. 19, № 2 - С. 99-101.

87. Кузьмин, Г.Е. О метании плоских пластин слоями конденсированных ВВ Текст. / Г.Е. Кузьмин, В.И. Мали, В.В. Пай // Физика горения и взрыва.-1973.- Т. 9, № 4.- С. 558-562.

88. Седых, B.C. Определение деформации при сварке взрывом Текст. / B.C. Седых, А.П. Соннов, Б.Г. Шморгун // Изв. Вузов. Чёрная металлургия, 1984Т. 3, № 11.-С. 136.

89. Краснокутская, И.П. О механизме пластической деформации при сварке взрывом Текст. / И.П. Краснокутская, А.Н. Крвенцов, B.C. Седых, А.П. Соннов // Физика и химия обработки материалов 1969.- № 6 - С. 99-102.

90. Hammerschmidt, М. Shock waves and high-strain-rate phenomena in metals Text. / M. Hammerschmidt, H. Kreye N-Y-L.: Plenum Press, 1980.

91. Бурке, Дж. E. Рекристаллизация и рост зёрен Текст. / Дж. Е. Бурке, Д. Тернбалл // Успехи физики металлов М.: Металлургиздат, 1956- Т. 1С. 368^456.

92. Работнов, Ю.Н. Кратковременная ползучесть Текст. / Б.Н. Работнов, С.Т. Милейко. М.: Наука, 1970. - 221 с.

93. Губарева, Н.В. Зависимость структуры меди при взрывном нагружении Текст. / Н.В. Губарева, Т.М. Соболенко, Т.С. Тесленко // Физика горения и взрыва.- 1977.- Т. 13, № 4.- С. 636-640.

94. Бондарь, М.П. О пластической деформации в зоне соединения при плакировании взрывом Текст. / М.П. Бондарь, В.М. Оголихин // Физика горения и взрыва.- 1985.-Т. 21, №2.-С. 147-151.

95. Бондарь, М.П. Использование для характеристики деформационного состояния соединений, полученных сваркой взрывом Текст. / М.П. Бондарь,

96. В.М. Оголихин // Обработка материалов импульсными нагрузками. Тем. сб. Новосибирск, 1990. - С. 251-269.

97. Чарухина, К.Е. Биметаллические соединения Текст. / К.Е. Чарухина и др. -М.: Металлургия. 1970. - 280 с.

98. Рак, H. Chraêterization of explosively Cu-Cu interface Text. / H. Рак & oth // High Energy Fabrication: Proc. 8th Int. conf., San Antonio, Texas, Juni 17-19, 1984.-New-York, 1984.-P. 179-184.

99. Оголихин, В.М. Определение прочности материала сварного шва в биметаллах, полученных сваркой взрывом Текст. / В.М. Оголихин, А.И. Кот-ляр // Обработка материалов импульсными нагрузками. Тем. сб. Новосибирск, 1990. - С. 260-265.

100. A.c. № 1358550 СССР, МКИ G 01 N 3/08. Образец для определения прочностных характеристик биметаллов Текст. / В.М. Оголихин, А.И. Котляр; заявит. СКБ ГИТ СО РАН.-№ 4035851/25-28; заявл. 10.03.86.

101. Росси, Б.Д., Промышленные взрывчатые вещества и средства взрывания Текст.: справ. / Б.Д. Росси, З.Г. Поздняков. М.: Недра, 1971. - 176 с.

102. Коломиец, Е.М. Оптимальные режимы термической обработки биметаллических листов, полученных сваркой взрывом Текст. / Е.М. Коломиец, Н.П. Сухолитко, Т.И. Самохина // Сталь.- 1980.- № 1. С. 62-64.

103. Оголихин, В.М. Влияние сварки на прочность биметалла сталь-медь Текст. / В.М. Оголихин // Автомат, сварка 1983 - № 3 .- С. 14-15, 20.

104. Ogolikhin, V.M. Arc welding influence on the steel-copper composites produced by explosive welding Техт. / V.M. Ogolikhin // HERF: Proc.8th Int. conf., 1721 June 1984, San Antonio, Texas.-New York: ASME.- 1984.-P. 195-197.

105. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя Текст.: справ.: [в 3-х т.] / В.И. Анурьев 5-е изд., перераб и доп.- М.: Машиностроение, 1979.-Т 3.-557 с.

106. Сварка в машиностроении Текст.: справ.: [в 4-х т.] / под ред. Г.А. Николаева, А.И. Акулова, Г.А. Асиновской, В.В. Баженова и др.- М.: Машиностроение, 1978 Т 2. - 462 е., табл.

107. Кухлинг, X. Справочник по физике Текст.: справ. / X. Кухлинг; пер. с нем. под ред. Е.М. Лейкина. М.: Мир, 1982. - 520 с.

108. Оголихин, В.М. Разработка и получение композиционных материалов с определённой тепло- электропроводностью сваркой взрывом Текст. /

109. B.М. Оголихин, С.Д. Шемелин // Перспективные материалы 2007- № 1.1. C. 61-65.

110. Юдаев, Б.И. Теплопередача Текст.: учеб. для ВУЗов / Б.И. Юдаев.- М.: Высшая школа, 1973 360 с.

111. Охотин, A.C. Теплопроводность твёрдых тел Текст. : справ./ A.C. Охо-тин. М.: Энергоатомиздат, 1984 - 320 с.

112. Электротермическое оборудование: Текст. : справ. / под общ. ред. А.П. Альттаузена. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 416 с.

113. Кононов, Б.З. Вопросы технологии и экономики производства полостных деталей с применением сварки взрывом Текст. /Б.З. Кононов // Технология машиностроения: Сб. тр. Волгоград, политехи, ин-т. Волгоград, 1971- С. 118-121.

114. Медовар, Б.И. Электрошлаковые печи Текст. / Б.И. Медовар. Киев: Нау-кова думка, 1976. - 416 с.

115. A.c. 617899 СССР, МКИ В 23К 19/00. Способ изготовления деталей с внутренними полостями сваркой взрывом Текст. / JI.B. Архипов, Г.В. Семёнов, М.М. Соболь и др.; заявит. СПКТБ ЭТО.- № 2157739/25-27; заявл.3006.75.

116. A.c. 217928 СССР, МКИ В 23К 19/00. Способ изготовления сваркой взрывом деталей с внутренними полостями Текст. / A.A. Дерибас, В.М. Куди-нов, Ф.И. Матвеенков и др.; заявит. СПКТБ ЭТО.-№ 1071246/25-27; заявл. 20.04.66; опубл. 18.10.71, Бюл. № 24.

117. A.c. 532997 СССР, МКИ В23 К 19/00. Способ изготовления сваркой взрывом деталей с внутренними полостями Текст. / Р.З. Вафин, В.Г. Завьялов, А.Г. Помещиков и др.; заявит. СПКТБ ЭТО 1974.

118. A.c. 391794 СССР, МКИ В23 К 20/08. Способ соединения сваркой взрывом деталей с внутренними полостями Текст. / Б.Е. Патон, В.М. Кудинов и др.; заявит. ИЭС АН УССР.- № 1668487/25-27; заявл. 25.06.71; опубл. 07.10.80, Бюл. №37.

119. A.c. 702620 СССР, МКИ В23 К 19/00. Способ изготовления сваркой взрывом деталей с внутренними полостями Текст. / В.И. Беляев, М.И. Павлов; заявит. БПИ АН БССР. 1976.

120. A.c. 999377 СССР, МКИ В23 К 19/00. Способ изготовления деталей с внутренними полостями сваркой взрывом Текст. / В.И. Беляев, С.Ф. Бурлаков, В .И. Ковалевский и др.; заявит. БПИ АН БССР.- № 3311091; заявл. 03.07.81.

121. A.c. 593369 СССР, МКИ В23 К 19/00. Способ сварки взрывом деталей с внутренними полостями Текст. / В.И. Беляев, Н.В. Наумович, Б.В. Каспе-рович и др.; заявит. БПИ АН БССР. 1970.

122. A.c. 1035899 СССР, МКИ В23 К 19/00. Способ изготовления деталей с внутренними полостями сваркой взрывом Текст. / В.И. Беляев, С.Ф. Бурлаков, Н.В. Ковалевский и др.; заявит. БПИ АН БССР № 3353437/25-27; заявл. 29.09.81.

123. A.c. 440864 СССР, МКИ В23 К 19/00. Способ изготовления изделий с внутренними полостями Текст. / P.C. Дубинский, М.И. Березовский, В.М. Ку-динов, В.Г. Путушков и др.; заявит. ИЭС АН УССР. № 1792109; заявл. 05.05.72; опубл. 25.08.74, Бюл. № 37.

124. A.c. № 976575 СССР, МКИ В23 К 20/08. Способ изготовления сваркой взрывом деталей с внутренними полостями Текст. / В.М. Оголихин, В.А. Симонов и др.; заявит. СКБ ГИТ СО АН СССР.- № 3003404/25-27; заявл. 18.09.80.

125. Патент № 1343075 РФ, МКИ 6В 23 К 20/08. Способ изготовления деталей с внутренними полостями Текст. / В.М. Оголихин; заявитель СКБ ГИТ СО АН СССР. № 4823568/08; заявл. 07.05.90; патентообл. КТИ ГИТ СО РАН; опубл. 27.02.95, Бюл. № 6.

126. Кононов, Б.З. О поведении наполнителя в полостях основы при сварке взрывом Текст. / Б.З. Кононов, А.П. Кофман, В.Н. Савкин // Технологиямашиностроения: тр. Волгоград, политехи, ин-т- Волгоград, 1970.-С. 137-141.

127. Токмаков, A.A. Исследование взаимодействия непрерывного слитка с охлаждающими элементами УНРС и разработка мер оптимизации взаимодействия слитка с кристаллизатором Текст.: дис. . канд. техн. наук / A.A. Токмаков. М.: 1973. - 210 с.

128. Хансен, М. Структуры двойных сплавов Текст. / М. Хансен, К. Андерко. -М.: Металлургия, 1962. Т.2. - 148 с.

129. Патент № 2009652 (Великобритания). Сварка труб.

130. Перельман, В.И. Краткий справочник химика Текст.: справ. / В.И. Перель-ман. М.: Химия, 1964 - 624 с.

131. Райнхард, Дж.С. Взрывная обработка металлов Текст. : пер. с англ./ Дж.С. Райнхард, Дж. Пирсон. М.: Мир, 1966. - 358 с.

132. Степанов, В.Г. Высокоэнергетические импульсные методы обработки материалов Текст. / В.Г. Степанов, И.А. Шавров JL: Машиностроение, Ле-нингр. отд-ние, 1975. - 280 с.

133. Демчук, А.Ф. Металлические взрывные камеры Текст. : автореф. дис. . канд. техн. наук / А.Ф. Демчук .- Новосибирск , 1971.- 15 с.

134. A.c. 942331 СССР, МКИ В 23 К 20/08. Способ изготовления деталей с внутренними полостями сваркой взрывом Текст. / A.A. Дерибас, В.А. Симонов, A.M. Ставер, В.М. Оголихин и др.; заявит. СПКТБ ЭТО-№ 323523/25-27; заявл. 21.11.80.

135. A.c. 1092852 СССР, МКИ В 23 К 20/08. Способ изготовления деталей с внутренними полостями сваркой взрывом Текст. / A.A. Дерибас, В.М. Оголихин, В.А. Симонов и др.; заявит. СПКТБ ЭТО.-№ 3544856/25-27; заявл. 31.01.83.

136. Пат. 3917817 США. Способ изготовления композиционных конструкций.

137. Пат. 344981 США. Способ создания сотовых конструкций сваркой взрывом.

138. A.c. № 1246492 СССР, МКИ В 23 К 20/08. Способ изготовления деталей с внутренними полостями сваркой взрывом Текст. / Оголихин В.М., Симонов ВА. и др; заявитель СПКТ ЭТО ПО «Сибэлектротерм».-№ 3765662/25-27; заявл. 04.07.84.

139. Бондарь, М.П. Влияние тепловых воздействий на свойства биметалла медь-сталь, полученного сваркой взрывом Текст. / М.П. Бондарь, В.А. Симонов, В.М. Оголихин // Применение энергии взрыва в сварочной технике. -Киев.: ИЭС им. Е.О. Патона, 1985.- С. 17-22.

140. Bondar, М.Р. Plastic Deformation in Bonding Zone under Explosive Welding and its Role in Bonding Formation Text. / M.P. Bondar, V.M. Ogolikhin. -J. de Physigue, 1985.- T. 46, Suppl. No. 8. P. 379-384.

141. Оголихин, В.М. О некоторых особенностях сварки разнородных металлов при взрывном нагружении Текст. / В.М. Оголихин // Сб.Юбработка материалов импульсными нагрузками. Тематический сборник 4601. Новосибирск.- 1990. - № 3/08.- С. 245-250.

142. Патент РФ № 2064387, МКИ В23 К 20/08. Способ сварки локальным сдвигом Текст. / В.М. Оголихин; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН. № 5048269/08; заявл. 16.06.92; опубл. 27.07.96, Бюл. № 21.

143. Ишуткин, С.Н. Экспериментальное определение области сварки взрывом биметалла сталь-медь Текст. / С.Н. Ишуткин., В.В. Пай, В.А. Симонов, В.М. Оголихин // Применение энергии взрыва в сварочной технике. Киев.: ИЭС им. Е.О. Патона, 1985.- С. 12-17.

144. Использование сварки взрывом при изготовлении заготовок деталей электротермического оборудования Текст.: отчет о НИР СКБ ГИТ СО АН СССР; рук. В.М. Оголихин № ГР80060026; инв. № 02830054921. - Новосибирск, 1983. - 63 с.

145. Simonov, V.A. Using explosive welding to fabricate blanking dies and punches Text. / V.A. Simonov, V.M. Ogolikhin // Metallurgical. Appl. of Shock Wave and High-Strain-Rate Phenomena.- New York-Basel, 1986. P. 917-925.

146. A.c № 1226850 СССР, МКИ C22 В 9/18. Способ изготовления кристаллизатора Текст. / А.А. Дерибас, В.М. Оголихин, В.А. Симонов и др.; заявит. СКВ ГИТ СО АН СССР.- № 3793793/22-02; заявл. 06.08.84.

147. А.с. № 1345043 СССР, МКИ F 27 D 1/12. Устройство для охлаждения узлов печи Текст. / И.А. Немировский, Е.В. Мейерович, В.М. Оголихин и др.; заявитель ПО «Центроэнергоцветмет».- № 4078010/23-02; заявл. 24.04.86; опубл. 15.10.87, Бюл. № 38.

148. Кузьмин, С.В. Новые биметаллические переходные элементы для силовых электрических цепей. Текст. / С.В. Кузьмин, В.И. Лысак. Ю.Г. Долгий и др. // Энергетик .- 1995. № 4. - С. 23-24.

149. Пеев, А.П. Новые конструкции токоподводящего узла катодной секции электролизёра алюминия Текст. / А.П. Пеев, С.В. Кузьмин, В.И. Лысак и др. // Цветные металлы. 2002. - № 8 - С. 51-54.

150. Лысак, В.В. Сварка взрывом Текст. : моногр. / В.В. Лысак, С.В. Кузьмин. -М.: Машиностроение, 2005. 544 с.

151. А.с. № 10825126 СССР, МКИ В23 К 20/08. Способ изготовления металлической профильной детали сваркой взрывом Текст. / И.Д. Захаренко, В.М. Оголихин, А.А. Штерцер, Г.Г. Родиков; заявит. СКБ ГИТ СО АН СССР.-№ 3514060; заявл. 30.09.82.

152. Костюков, А.А. Справочник металлурга по цветным металлам: Производство алюминия Текст. : справ. / А.А. Костюков, И.Г. Киль, В.П. Никифоров и др.- М.: Изд-во «Металлургия», 1971. 560 с

153. А.с. № 447456 СССР, МКИ С22 D 3/02. Сталеалюминиевый анодный штырь алюминиевого электролизёра Текст. В.М. Кудинов, В.М. Петушкови др.; заявит. ИЭС АН УССР.-№ 1748915; заявл. 22.02.72; опубл. 25.10. 74, Бюл. № 39.

154. Патент № 2059740 РФ, МКИ С25 С 3/12. Сталеалюминиевый анодный штырь алюминиевого электролизёра Текст. / В.М. Оголихин, Б.С. Злобин, Г.Е. Зибер; заявитель и патентообладатель КТИ ГШ" СО РАН,-№ 93052800/02; заявл. 29.11.93; опубл. 10.05.96, Бюл. № 13.

155. Демчук, А.Ф. Металлические взрывные камеры Текст. : моногр. / А.Ф. Демчук, В.П. Исаков.- Краснояр. гос. ун-т.- Красноярск.: РИО КрасГУ, 2006.-297 с.

156. Патент № 2592818, Франция. МКИ 4В 21D 26/08. Установка для взрывной обработки материалов.

157. Струнский, Б.М. Короткие сети электропечей Текст. / Струнский Б.М.— Москва, 1962.-281 с.

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

159. Лысак В.И. Классификация технологических схем сварки металлов взрывом Текст. /В.И. Лысак, C.B. Кузьмин // Сварочное производство,-2002-№9.

160. A.c. № 1037505 СССР, 3 В 23К 20/08. Способ получения многослойного материала Текст. / Г.Г. Горанский, Л.Б. Демьянович, H.H. Наумович,

161. A.A. Толошный; заявитель Белорусское республ. науч.-произв. объединение порошковой металлургии-№ 3413283/25-27; заявл. 30.12.81. 1982

162. Патент РФ (Положительное решение от 21.11.2007) Гибкий токоподвод и способ его изготовления сваркой взрывом Текст. / В.М. Оголихин; заявит. ИГиЛ СО РАН.- № 2006136955/09/040228; заявл. 21.11.2007.

163. Романовский, В.П. Справочник по холодной штамповке Текст. : справ. /

164. B.П. Романовский 5-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1971. -782 с.

165. Зубцов, М.Е., Стойкость штампов Текст. / М.Е. Зубцов М.Е., В.Д. Корсаков-Л.: Машиностроение, 1971. 200 с.

166. Малов, А.И. Технология холодной штамповки Текст. / А.И. Малов- 4-е изд, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1969. - 568 с.

167. Оголихин, В.М. Сварка взрывом стали СтЗ с инструментальной сталью У8А для изготовления заготовок вырубных штампов Текст. / В.М. Оголихин // Авиационная промышленность 1984. - № 3. - С. 49-50.

168. Гуткин, П.А. Расчёт плоских деталей Текст. / П.А. Гуткин.- M.-JL: Машиностроение, 1966. 234 с.

169. Оголихин, В.М. Оценка надёжности соединения сваркой взрывом рабочих частей пуансонов и матриц с их основаниями Текст. / В.М. Оголихин // Кузнечно-штамповочное производство 1984.- № 10. - С. 18-19.

170. A.c. № 247762 СССР, МКИ В23 К 35/02. Способ плакирования металлических листов Текст. /А.Ф. Демчук, A.A. Дерибас, В.М. Кудинов и др.; заявит. ИГиЛ СО АН СССР.- № 1046357/25-27; заявл. 03.01.66.

171. Крупин, A.B. Обработка металлов взрывом Текст. / A.B. Крупин, В.Я. Соловьёв, Г.С. Попов, К. Кръсев. М.: Металлургия: 1991.- 496 с.

172. Патент № 2074074 РФ, 6 В23 К20/08. Способ сварки взрывом тонколистовых заготовок Текст. / Оголихин В.М; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН.- № 5048271/08; заявл. 16.06.92; опубл. 27.02.97, Бюл. № 6.

173. Патент № 2074075 РФ, 6 В23 К20 /08. Способ сварки взрывом Текст. /

174. B.М. Оголихин; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН-№ 5048272/08; заявл. 16.06.92; опубл. 27.02.97, Бюл. № 6.

175. Оголихин, В.М. Сварка взрывом тонколистовых заготовок с пакетным и рулонным расположением свариваемых элементов Текст. / В.М. Оголихин, С.Д. Шемелин // Сварочное производство 2007. - № 12. - С. 41-65.

176. Оголихин, В.М. Сварка взрывом тонколистовых заготовок с пакетным и рулонным расположением свариваемых элементов Текст. / В.М. Оголихин, Шемелин С.Д. // Технология машиностроения- 2007- № 121. C. 43-48.

177. Патент № 49-17154, Япония, кл. В23 К 31/00, 1974. Способ изготовления многослойных цилиндрических конструкций.

178. Патент № 2031763 РФ, 6 В23 К20 /08. Способ изготовления сваркой взрывом многослойной цилиндрической конструкции Текст. / В.М. Оголихин; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН № 5048270/08; заявл. 16.06.92; опубл. 27.03.95, Бюл. № 9.

179. Применение энергии взрыва для сварки и резки металлов, получения новых материалов и упрочнения деталей // Сборник .- М.: 1968.- С. 35.

180. A.c. № 816044 СССР, МКИ В 23 К 20/08. Способ получения биметаллических труб сваркой взрывом Текст. / И.Д. Бусалаев, В.Ф. Лозовская, B.C. Седых и др.; заявитель Волгоградский политех, ин-т № 2875573/25-27; заявл. 29.01.80.

181. Патент № 2064386 РФ, 6 В23К20/08. Способ получения многослойных труб сваркой взрывом Текст. / В.М. Оголихин; заявитель и патентообладатель КТИ ГИТ СО РАН.- № 5048268/08; заявл. 16.06.92; опубл. 27.07.96, Бюл. №21.