Применение слоистых металлических композиций позволяет не только повысить надёжность и долговечность большого класса деталей и оборудования, но и значительно экономить дорогостоящие цветные металлы. Основную часть слоистых композиций составляют биметаллы, то есть, состоящие из двух металлов.
Основная задача при создании технологии производства биметаллов — обеспечить прочное соединение слоёв без изменения их исходных свойств. Наиболее полно эта задача решается при использовании метода сварки взрывом. Сварка взрывом позволяет получать биметаллические заготовки и изделия из разнообразных металлов и сплавов, в том числе, тех, сварка которых другими способами затруднена.
Сварка взрывом (плакирование) производится в общем случае следующим образом: на опору устанавливается изделие, над которым с определённым зазором располагается метаемая пластина с зарядом взрывчатого вещества и детонатором. После инициирования взрыва метаемая пластина под действием продуктов детонации соударяется с поверхностью изделия. В точке контакта давление достигает 3000-5000 МПа. Впереди точки контакта образуется область ударно-сжатого газа, воздействие которого очищает свариваемые поверхности от окислов и загрязнений, активируя их. Чистые ювенильные и активные поверхности сдавливаются до действия межатомных сил в точке соударения с образованием соединения прочностью не ниже прочности наиболее слабого металла пары. Сварка идёт со скоростью 2000-4000 м/с на практически неограниченных поверхностях (до 25 м2). Соединение слоев при сварке взрывом происходит в твёрдой фазе без расплавления исходных материалов и изменения из химического состава и механических свойств. Структура соединения имеет характерную волнообразную форму.
Комплексное исследование свойств и служебных характеристик биметалла «конструкционная сталь-коррозионностойкая сталь» показало, что биметалл, полученный сваркой взрывом, по комплексу изученных свойств не уступает биметаллу, полученному другими методами (наплавкой, пакетной прокаткой), а по ряду свойств превосходит их.
Предприятие «АКСИОМА ЭЛЕКТРИКА» осуществляет промышленный выпуск биметалла методом сварки взрывом в Подмосковье. Мощности производства — до 3000 тонн биметалла в год.
Освоено производство двух- и трехслойных листов и заготовок из углеродистой и низколегированной стали и плакирующим слоем из нержавеющих сталей, алюминия, меди и т.п.
Размеры заготовок:
- толщина от 10 мм,
- ширина до 3800 мм,
- длина до 12000 мм.
- Плакирующий слой толщиной 1-15 мм.
- Двухслойные листы соответствуют требованиям ГОСТ 10885-85 по 1 классу сплошности при 100% ультразвуковом контроле.
Разработана технология производства биметалла сталь-титан, которая позволяет плакировать листы и заготовки из стали листом из титана практически неограниченных размеров. Качество биметалла соответствует требованиям NC 501 (Франция, Nobelclad), технология сварки взрывом высокопрочных сталей с алюминиевыми и титановыми сплавами, хрупких инструментальных сталей, переходников двух и трёхслойные плоских и цилиндрических: для сварки металлоконструкций из разнородных материалов, трубопроводов, в том числе, для монтажа труб с покрытием из полимеров, стеклоэмали, стекла и т. п.
Особенность биметалла, полученного сваркой взрывом
В биметалле, полученном сваркой взрывом:
- Не изменяются структура и свойства исходных материалов, сертифицированных предприятиями - изготовителями, не требуется дополнительная проверка свойств;
- Термообработка готового биметалла только для снятия напряжений в зоне соединения;
- Прочность соединения слоёв не ниже прочности наиболее слабого металла пары, граница соединения волнообразная без дефектов;
- По служебным свойствам (усталостная прочность, ударная вязкость, стойкость к коррозии и др.) биметалл не уступает, а по ряду параметров превосходит биметалл, полученный другими методами, при этом сохраняются свойства исходных материалов.
Преимущество технологии
- Стоимость производства мало зависит от марки биметалла, объёма партии;
- Возможно изготовление биметалла из практически любых сталей и сплавов;
- Мобильность технологии. Возможно производство биметалла практически любого сортамента с толщиной основного слоя от 8 мм (по согласованию сторон от 6 мм) до 500 мм и плакирующего слоя от 1 мм до 25 мм;
- Круглогодичность производства.
Качество биметалла
Обеспечивается современной технологией производства и соответствует ГОСТ 10885-85, по сплошности сцепления слоёв нулевому и первому классу при 100% ультразвуковом контроле. Каждая партия биметалла сопровождается сертификатом, в который заносятся данные заводов изготовителей металла основного и плакирующего слоёв, результаты испытаний прочности соединения слоёв в биметалле на срез, отрыв и изгиб.
Требования к биметаллу, объём испытаний уточняется в протоколе поставки или техническом задании при заключении договора. Поставка может производится по техническим условиям ТУ 27.32.09.010-2005 «Сталь листовая двухслойная коррозионно-стойкая, изготовленная методом сварки взрывом» и ТУ 27.81.09.009-2005 «Заготовки двухслойные сталь + титан, полученные сваркой взрывом».
В сферу нашей компетенции входят следующие изделия:
- Размеры листов: ширина до 3200 мм, длина до 8000 мм.
- Основной слой: толщина 10-200 мм.
- Материал — ст.20, 22К, 08кп, 10, СтЗсп, 12ХМ, 09Г2С различной категории;
- Плакирующий слой: толщина 1-15 мм.
- Материал — 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 08X13 и другие высоколегированные стали и их зарубежные аналоги — Тр321, Tp316Ti, Tp316L, Тр410, ASTM, EN; титан ВТ1-0, ВТ1-00; медь; латунь Л63 и Л59; никелевые и хромоникелевые сплавы.
Осуществляются следующие виды контроля:
- Ультразвуковой контроль сплошности соединения;
- Контроль прочности соединения на отрыв, срез и изгиб;
- Ультразвуковой и металлографический контроль толщины плакирующего слоя;
- Контроль отклонения от плоскостности;
- Контроль механических свойств основного слоя по требованию Заказчика.
ООО «АКСИОМА ЭЛЕКТРИКА» предлагает также изделия из биметалла:
- Штампованные днища диметром от 219мм до 3200мм.
- Лепестки, накладки диаметром до 9400мм.
- Специальные взрывные камеры по заказу.
- Корпуса аппаратов (реакторов, колонн, сосудов, теплообменников).
- Двухслойные цилиндрические и другие изделия (стержни, втулки, обечайки).
- Двухслойные трубы любых диаметров с плакирующим слоем как внутри, так и снаружи.
