Kimpalan letupan - apakah itu dan bagaimana ia digunakan

Selalunya dalam proses mereka bentuk struktur, jurutera berhadapan dengan masalah pemilihan bahan — bahan yang sesuai untuk melaksanakan beberapa fungsi struktur tidak mempunyai sifat yang diperlukan untuk memenuhi keperluan operasi yang lain. Sebagai contoh, bahan mungkin mempunyai rintangan kakisan, kekonduksian elektrik dan kekonduksian haba yang baik, tetapi kekerasan atau rintangan haus tidak mencukupi. Bahan yang dihasilkan oleh kimpalan letupan.

Kimpalan letupan sebagai proses teknologi yang mungkin ditemui semasa Perang Dunia Kedua, apabila serpihan peluru yang dikimpal dengan objek logam lain ditemui selepas letupan bom. Pada awal 1960-an, DuPont membangunkan proses kimpalan letupan praktikal dan mematenkannya di Amerika Syarikat.

Sejak itu, teknologi kimpalan letupan telah berkembang pesat dan digunakan dalam banyak bidang, daripada pengeluaran dwilogam untuk industri petroleum kepada sambungan tertutup dalam elektronik.Bahagian yang diperoleh melalui kimpalan letupan memungkinkan untuk mencapai had hayat perkhidmatan produk yang sebelum ini tidak dapat dicapai — sehingga 30 tahun.

Proses kimpalan letupan pada pandangan pertama agak mudah. Logam-logam yang hendak dicantum mesti diletakkan rapat dengan jurang yang kecil. Lapisan letupan diagihkan sama rata di atas plat atas. Struktur sandwic yang terhasil pecah dan bahan struktur baru terbentuk.

Proses kimpalan letupan

Daripada dua bahan yang berasingan dan selalunya berbeza, satu komposisi logam yang dikimpal boleh diperolehi. Plat dwilogam ia kemudiannya boleh diproses selanjutnya (cth rolling) untuk digunakan dalam pelbagai produk. Ketebalan lapisan pelapisan yang digunakan pada logam asas boleh berbeza dari beberapa persepuluh milimeter hingga beberapa puluh sentimeter.

Contoh produk yang diperoleh melalui kimpalan letupan

Selepas kimpalan, sebagai peraturan, meluruskan sendi yang dihasilkan diperlukan, yang dijalankan pada penggelek atau pada akhbar. Operasi kawalan diikuti — ujian mekanikal dan ujian ultrasonik jahitan kimpalan.

Ujian pahat pada sambungan yang dikimpal menunjukkan bahawa patah tidak berlaku di sepanjang kimpalan.

Sampel keluli tahan karat dan aluminium yang dikimpal tertakluk kepada ujian lenturan. Keretakan berlaku pada aluminium, bukan kimpalan

Pada hakikatnya, bagaimanapun, prosesnya jauh lebih rumit. Untuk mendapatkan sambungan berkualiti tinggi tanpa delaminasi, kawalan berhati-hati terhadap beberapa parameter teknologi adalah perlu, dan pengeluaran komposit berkualiti tinggi memerlukan pengalaman yang cukup dalam perkara ini.

Bahan letupan kimpalan yang paling biasa ialah igdanit (campuran ammonium nitrat dan bahan api hidrokarbon, selalunya diesel).

Jumlah bahan letupan boleh berbeza-beza secara meluas, tetapi kebanyakan operasi kimpalan dijalankan menggunakan bahan letupan seberat 10 ... 1000 kg. Jelas sekali, kerja berbahaya itu tidak boleh dilakukan di kedai kimpalan pengeluaran biasa. Kimpalan letupan hendaklah dilakukan oleh jurutera berlesen dan berpengalaman jauh dari lokasi orang. Langkah berjaga-jaga yang berkaitan dengan letupan dan penyimpanan bahan letupan hendaklah digunakan.

Semasa proses kimpalan, daya yang sangat besar dihasilkan di zon pendedahan kepada bahan letupan, yang boleh mencapai beberapa ratus ribu tan. Lapisan atom permukaan setiap bahan yang dicantumkan terdedah kepada jet plasma. Plasma mendorong pembentukan ikatan logam, di mana logam dipisahkan antara satu sama lain oleh elektron valens.

Pada tahap yang lebih makroskopik, sambungan yang dikimpal muncul sebagai garisan beralun di sepanjang arah letupan. "Amplitud" pembentukan gelombang bergantung pada sudut dan kelajuan letupan. Dalam kes yang melampau, ia boleh menjadi sangat besar sehingga mengakibatkan lompang yang tidak diingini di bawah puncak gelombang. Sudut letupan biasanya kurang daripada 30 darjah.

Dalam foto ini, sifat bergelombang ikatan antara dua logam dapat dilihat dengan jelas.

Kimpalan letupan mempunyai pelbagai jenis bahan yang perlu disambung. Dalam sesetengah kes, kualiti sambungan kimpalan komposit boleh dipertingkatkan dengan meletakkan interlayer nipis di antara dua lapisan yang berbeza. Sandwic empat atau lebih lapisan logam juga bukan perkara biasa.Jumlah kemungkinan kombinasi bimetal, menurut pakar, adalah lebih daripada 260 pilihan.

Penggunaan dwilogam yang diperolehi oleh kimpalan letupan boleh meningkatkan hayat perkhidmatan dengan ketara dan meningkatkan kebolehpercayaan terma, faundri, peralatan petroleum, penukar haba dan bekas dalam industri kimia. Komposit keluli-aluminium digunakan dalam pembuatan elektrod.

Lembaran dwilogam yang dikimpal boleh digunakan sebagai elemen peralihan apabila memasang struktur daripada logam yang berbeza. Salutan untuk lapisan yang diperbuat daripada logam berharga boleh mengurangkan kos bahagian yang sebelum ini dibuat sepenuhnya daripada bahan mahal, sementara tidak merosot, dan kadang-kadang menerima ciri teknikal yang lebih tinggi.

Struktur dikimpal bahan letupan digunakan dengan jayanya dalam pembinaan struktur marin kerana ia boleh mengurangkan atau menghapuskan sepenuhnya kakisan elektrokimia dalam persekitaran marin dengan ketara. Lapisan nipis bahan pelindung yang digunakan oleh kaedah kimpalan ini melindungi kapal angkasa daripada sinaran.