Zgrzewanie wybuchowe

Efekt zgrzewania wybuchowego z charakterystyczną pofałdowaną powierzchnią

Zgrzewanie wybuchowe − metoda spajania metali, w której następuje proces dynamicznego docisku łączonych powierzchni spowodowany energią wyzwalaną wskutek detonacji materiału wybuchowego.

Technologia

Paliwo chemiczne w stanie stałym (w najprostszym wariancie: sznur detonacyjny) w wyniku eksplozji wytwarza produkty gazowe o bardzo wysokim ciśnieniu i temperaturze, jednocześnie ściskając i zgrzewając łączone elementy. W ciągu trwającej kilka mikrosekund detonacji wytwarza się ciśnienie sięgające kilkudziesięciu tysięcy atmosfer, wskutek czego spajane metale znajdują się w stanie fizycznym, do którego nie odnoszą się klasyczne prawa mechaniki wiążące odkształcenie z występowaniem naprężeń.

Wskutek gwałtownego zetknięcia się elementów następuje ich zespojenie i przesunięcie, które tworzy połączenie z charakterystyczną pofalowaną powierzchnią zgrzeiny.

Warunkami otrzymania odpowiedniego połączenia są:

• odpowiednia prędkość zderzenia, dzięki której materiał przechodzi w stan plastyczny,
• odprowadzenie sprężonych gazów z miejsca łączenia.

Technika zgrzewania wybuchowego stosowana jest szeroko przy łączeniu niespawalnych ze sobą metali, np. połączenia stali z aluminium, ołowiem, aluminium z miedzią itp. Niektórych materiałów nie da się połączyć bezpośrednio, np. stali i stopów aluminium, dlatego też materiały te łączy się ze sobą przez przekładkę aluminiową. Możliwe jest też łączenie tak inertnych metali jak tytan. Uzyskane połączenia charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi i przewodnością elektryczną, są trwałe, a ich właściwości elektro-mechaniczne nie pogarszają się w trakcie eksploatacji, co powoduje oszczędności na kontrolach i remontach. Ważną cechą jest możliwość skutecznego i trwałego zespajania metali stojących daleko od siebie w szeregu elektrochemicznym (np. miedź i aluminium) bez ryzyka wystąpienia korozji metalu mniej szlachetnego.

Przykłady zastosowań

• zgrzewanie wszelkiego rodzaju przewodów elektrycznych,
• łączenie lin doczołowe lub na zakładkę,
• zgrzewanie wybuchowe mosiądzu ze stalą bądź stopu tytanu ze stalą z przeznaczeniem na dna sitowe wymienników ciepła,
• łączenie nadbudówek wykonanych ze stopów aluminium ze stalowymi pokładami statków (wykorzystywane przez prawie wszystkie polskie stocznie),
• platerowanie wewnętrznej powierzchni rur niskostopowych stalą kwasoodporną stosowane w przemyśle energetycznym,
• platerowanie stali miedzią z przeznaczeniem na szczęki zgrzewarek,
• platerowanie miedzi aluminium z wykorzystaniem na odgałęźne zaciski prądowe (opracowane na Politechnice Gdańskiej),
• zgrzewanie łączników sieci trakcyjnej z szynami (opracowane i opatentowane w Politechnice Gdańskiej)
• złącza stal nierdzewna-srebro, miedź-srebro z wykorzystaniem na styki prądowe.

Zobacz też

• Zgrzewanie wybuchem w: Platerowanie

Bibliografia

• Zgrzewanie wybuchowe. [w:] E Spawalnik.pl [on-line]. e-spawalnik. [dostęp 2012-05-22]. (pol.).
• Uploaded by Bartłomiej Wdówka: Zgrzewanie wybuchowe metali i jego niektóre zastosowania. www.scribd.com. [dostęp 2012-05-22]. (pol.).

Linki zewnętrzne

• Wynik wyszukiwania: „zgrzewanie wybuchowe”. pion.pg.gda.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-10-24)]. na: Platforma Informacji o Nauce PION Uczelni Trójmiasta