Мелитополь, 4 октября — ЗАН. Ученые ВолгГТУ нашли причину образования дефектов в процессе сварки взрывом.

Научные деятели Волгоградского государственного технического университета получили первые в мире данные, позволяющие улучшить технологию создания биметаллических композитов, широко применяемых в судостроительной, атомной и других видах промышленности.

Ценность биметаллов состоит в их высокой прочности и дополнительных защитных свойствах, к примеру, стойкости к коррозии, износу и т.п. И для получения этих ценных двусоставных композитов применяют сварку взрывом, на данный момент, являющуюся наиболее эффективным и нередко единственным способом соединения многих металлов, например стали и титана.

При процессе взрывной сварки происходит соударение двух металлических пластин под определенным углом. При этом одна из пластин разгоняется до нескольких сотен метров в секунду за счет детонации специального разряда. По словам ученых в процессе металлы успевают схватиться за миллионные доли секунды.

Специалисты считают, что существующие на сегодняшний день методы взрывной сварки приводят к регулярному образованию различных дефектов. Проблема кроется в нагревании воздуха, которое происходит при сверхзвуковом ударении металлических пластин в момент соединения. Металлические детали оплавляются, за счет чего снижается прочность композита.

Ученые ВолгГТУ первыми в мире установили зависимость «преждевременного» нагрева от детонации, угла соударения и других параметров сварки взрывом. Результат этого исследования поможет усовершенствовать импортозамещающие технологии создания биметаллов, добившись отсутствия дефектов, что крайне важно для большинства отраслей. 

«В месте соударения развиваются огромные давления, при которых металлы начинают вести себя подобно вязкой жидкости. При этом также происходят кумуляция, волнообразование и пластическая деформация материалов. Мы смогли проследить и описать все взаимосвязи в этом крайне насыщенном и быстром процессе», — предает слова доцента кафедры «Оборудование и технология сварочного производства» ВолгГТУ Святослава Хаустова агентство РИА Новости.

Научные деятели ВолгГТУ применили математическое моделирование для непростого процесса измерения температур, а также использовали прецизионное регистрирующее оборудование и разработанные ими специальные термодатчики толщиной в доли миллиметра.

Хаустов отметил, что именно при помощи оригинальных датчиков удалось установить «точные значения тепловых потоков от области ударно-сжатого воздуха в зазоре между пластинами к их поверхностям, а также определить основные физические характеристики этой области».

Научные коллектив университета в будущем намерен разработать способы замены воздушной среды между пластинами на инертные газы, например аргон или гелий, что в перспективе позволит свести к минимуму или полностью устранить дефекты при сварке крупногабаритных композитных пластин.

Результаты исследования ученых опубликованы в британском научном журнале International Journal of Heat and Mass Transfer.