Спосіб обробки вибухом зварних металоконструкцій

Изобретение относится к обработке металлов взрывом (OВ) и может быть использовано для повышения надежности и долговечности, например, листовых или баковых сварных конструкций, обеспечиваемой за счет снятия остаточных сварочных напряжений (ОН) растяжения. Известен способ взрывной обработки сварных соединений [1], при котором в тонкостенных асимметричных конструкциях заряды ВВ размещают центрально-симметрично и инициируют из точки, лежащей на оси симметрии конструкции, с помощью проводников детонации. Такой способ инициирования зарядов позволяет осуществить симметричное взрывное нагружение конструкции и тем самым исключить нежелательное ее деформирование. Проводники детонации здесь используются для передачи детонации от точки инициирования к заряду и не обеспечивают надежной детонации самих зарядов. Известно, что при обработке взрывом сварных швов зарядами в виде периодической кривой при малом шаге и при большой протяженности заряда зачастую происходят "отказы", т.е. заряд детонирует не полностью. Во избежание этого используют способ упрочнения сварного соединения [2, 3], при котором вдоль оси заряда, изготовленного в виде кривой, устанавливают дополнительный шнуровой заряд - "оживить" детонации. Этот способ позволяет более надежно инициировать детонацию основного заряда. Однако при шаге заряда, изготовленного в виде периодической кривой из детонирующего шнура (тип ВВ, используемый при практической работе), меньшем примерно 100 мм, этот способ не обеспечивает достаточно надежной передачи детонации, т.к. угол пересечения шнура проводника детонации со шнуром, образующим периодическую кривую, становится близок к прямому, что недопустимо. Кроме того, в местах указанных пересечений масса ВВ, приходящаяся на единицу площади обрабатываемой поверхности, удваивается, что при обработке мягких материалов, таких как различные алюминиевые сплавы, ст. 3 и т.п., может привести к образованию нежелательных локальных деформаций типа вмятин. Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение надежной передачи детонации от проводника к заряду и устранение возможности повреждения обрабатываемой поверхности материала вследствие эффекта усиления воздействия продуктов детонации в местах контакта проводника детонации с зарядом. Это достигается тем, что проводник детонации устанавливают на поверхность металла с одного края заряда в контакте с вершинами и образуемой им периодической кривой. При таком способе инициирования проводник детонации является сонаправленным с шнуром основного заряда в местах их соприкосновения, что повышает надежность передачи детонации. Кроме того, в этом случае отсутствует усиление заряда в местах контакта его с проводником детонации, имеющее место при реализации способа, указанного в прототипе. Для повышения эффективности ОВ разнотолщинных сварных соединений проводник детонации предлагается устанавливать со стороны более тонкого металла. Известно, что в разнотолщинном сварном соединении ширина зоны действия остаточных напряжений растяжения больше в более тонком металле. Это объясняется тем, что величина потенциальной энергии, накопленной в более тонком металле под действием упругих напряжений растяжения, грубо должна быть равна таковой в более толстом металле. Эта энергия определенным образом распределяется по объему металла и при меньшей толщине ширина зоны такого распределения соответственно больше. При укладке проводника детонации со стороны более тонкого металла увеличивается ширина зоны обработки взрывом, соответственно, более широкой зоны действия ОН растяжения. Поскольку в данном случае смысл ОВ заключается в приложении импульсной нагрузки к зоне действия растягивающих ОН, предложенная схема может быть рассмотрена как более эффективная. Пример. При ОВ сварных соединений экспериментальных декомпозеров V = 3500 мм 3 по схеме, указанной в прототипе, в некоторых случая х наблюдались "отказы". По предлагаемому способу было обработано 5 образцов из стали 09Г2С размером 400х500 мм, толщиной 12 мм со сварным швом посередине. Исходные ОН в шве составляли 300 МПа. После 0В величина ОН в среднем составляла 120 МПа. 5 таких же по размеру образцов были изготовлены из пластин толщиной 10 и 12 мм. Проводник детонации при ОВ этих образцов располагался со стороны десятимиллиметровой пластины. Средняя величина ОН после ОВ составила 80 МПа. Во всех проведенных экспериментах отказов не было.