З кожным годам узрастае выкарыстанне ў машынабудаўнічых канструкцыях біметалаў і шматслаёвых матэрыялаў., якія спалучаюць у сабе трываласць, недэфіцытнасць, невысокі кошт асноўнага канструкцыйнага пласта і адмысловыя ўласцівасці тонкага пакрыцця - каразійную і кавітацыйную ўстойлівасць, антыфрыкцыйнасць, электраправоднасць і інш. Акрамя таго, біметалы могуць прымяняцца як канструктыўныя элементы, у якасці перахаднікоў для злучэння дэталей з разнастайных металаў і сплаваў.
Адным з перспектыўных спосабаў атрымання біметалаў з'яўляецца зварка выбухам.. Сутнасць працэсу заключаецца ў наступным: пад дзеяннем высокага ціску якія пашыраюцца прадуктаў выбуху кіданая пласціна набывае хуткасць парадку некалькіх сотняў метраў у секунду і сутыкаецца з нерухомай пласцінай пад вызначаным кутом; з прычыны высокіх хуткасцяў саўдару і ціскі ў зоне кантакту адбываецца ачыстка паверхняў, іх актывацыя і адукацыя злучэння ў цвёрдай фазе.
Да асноўных пераваг зваркі выбухам перад іншымі спосабамі зваркі і плакавання ставяцца:
- магчымасць злучэння практычна любых металаў, у тым ліку цяжказлучаных і не злучаных звычайнымі метадамі;
- высокая прадукцыйнасць працэсу пры плакаванні буйнагабарытных вырабаў у параўнанні з наплаўкай і заліваннем;
- кароткачасовасць і прастата ажыццяўлення працэсу;
- атрыманне раўнамерных плакуючых пластоў практычна любой таўшчыні за кошт прымянення высакаякаснага ліставога пракату.
Як вядома, у суднабудаванні шырокае ўжыванне знайшлі алюмініевыя сплавы. Нягледзячы на іх больш высокі кошт у параўнанні са сталлю, суднавыя канструкцыі з алюмініевых сплаваў акупляюцца хутчэй дзякуючы цэлым шэрагу пераваг: лёгкасці, немагнітнасці, каразійнай устойлівасці і досыць высокай трываласці. Суцэльнаалюмініевыя канструкцыі вырабляюць, як правіла з дапамогай зваркі; злучэнне ж алюмініевых дэталяў са сталёвымі можа выконвацца з дапамогай клёпкі ці зваркі, праз біметалічныя пераходныя элементы. Сварка, натуральна, працэс менш працаёмкі ў параўнанні з клёпкай. Акрамя таго, атрымоўваныя злучэнні больш надзейныя.
Тэхналогія зваркі алюмініевых сплаваў са сталлю з выкарыстаннем біметалічных перахаднікоў ўкаранёна, напрыклад, для злучэння выгарадак надбудовы са сталёвай палубай судна. Біметал для перахаднікоў можна атрымліваць як шляхам пракаткі, так і з дапамогай зваркі выбухам. Аднак магчымасці пракаткі абмежаваныя пры атрыманні перахаднікоў з таўшчынёй складнікаў біметала 5 мм, а таксама якія маюць значныя памеры па плошчы.
У цяперашні час біметалічныя перахаднікі, атрыманыя шляхам зваркі выбухам, знаходзяць усё шырэйшае ўжыванне за мяжой.
У Польшчы на Гданьскай суднаверфі пабудавана некалькі судоў з ужываннем менавіта такіх прамежкавых элементаў (сталь+алюмініевы сплаў). Пераходнікі выразаліся з трохслаёвых лістоў: суднабудаўнічая сталь (таўшчыня 20 мм) + пад пласт чыстага алюмінія (6 мм) + алюмініева-магніевы сплаў (10 мм). адзначаецца, што перахаднікі, атрыманыя з дапамогай зваркі выбухам, характарызуюцца высокай каразійнай устойлівасцю і трывальнымі ўласцівасцямі.
У Югаславіі на суднаверфі ў Спліце пабудавана судна для Фінляндыі, у якім для злучэння алюмініевай надбудовы са сталёвай палубай скарыстаны палосы з біметала: сталь (20 мм) + чысты алюміній (6-10 мм) + алюмініева-магніевы сплаў (5-8 мм). Атрыманыя шляхам зваркі выбухам злучэння валодаюць высокай трываласцю пры статычных і цыклічных нагрузках. Па дадзеных працы, пры пабудове эсмінца з ужываннем біметалічных пераходных элементаў маса корпуса дзякуючы выкарыстанню надбудоў з алюмініевых сплаваў была зніжана на 100 т.
Пры неабходнасці метадам зваркі выбухам можна атрымліваць і іншыя кампазіцыі для выраба пераходных элементаў. (сталь+тытан, тытан+алюміній і інш.). Праз біметал можна злучаць не толькі лісты, але і трубы, вырабленыя з разнастайных матэрыялаў. Колцавыя пераходныя элементы пры гэтым атрымліваюць з біметалічнай нарыхтоўкі шляхам механічнай апрацоўкі або штампоўкі..
Акрамя таго, маюцца іншыя перспектыўныя вобласці ўжывання біметалаў. так, у працы прааналізаваны патэнцыйныя перавагі будаўніцтва вялікіх і малых судоў з выкарыстаннем у якасці ашалёўкі сталёвых лістоў., плакаваных медна-нікелевым сплавам, якія маюць неабрастальныя ўласцівасці. Эканамічны эфект пры гэтым абумоўлены памяншэннем выдатку паліва, павышэннем эксплуатацыйнай хуткасці судна, павелічэннем міжрамонтных перыядаў, эканоміяй сродкаў на афарбоўку корпуса.
Варта таксама разгледзець і іншыя магчымасці прымянення зваркі выбухам у суднабудаванні і суднарамонце.. З мэтай эканоміі дэфіцытных матэрыялаў мэтазгодна, напрыклад, вырабляць з біметала (сталь+нержавеючая сталь ці сталь+алюміній) ёмістасці для захоўвання на судне прэснай вады. Вялікім рэзервам эканоміі каляровых металаў можа служыць замена суцэльнаметалічных дэталяў на біметалічныя.. так, умовы працы ўкладышаў і ўтулак у вузлах трэння суднавых механізмаў дазваляюць выконваць іх двухслаёвымі — з асновай са сталі і ўнутраным тонкім антыфрыкцыйным пластом з бронзы ці латуні.. Найбольш прыдатным спосабам вырабу падобных двухслаёвых вырабаў з'яўляецца зварка выбухам., якая забяспечвае раўнамернасць і высокую трываласць плакавання, адсутнасць дэфектаў ліцця і неабходнасці ў вялікіх прыпусках пад наступную механічную апрацоўку.
Дэталі і вузлы, якія працуюць ва ўмовах інтэнсіўнага ўдарнага або ўдарна-абразіўнага зносу, пераважна ўмацоўваюць шляхам наплаўлення зносаўстойлівай сталі Гадфільда. Часцяком нізкая якасць наплаўленага металу (хімічная і структурная неаднароднасці, парэпанне і г.д.), высокія працаёмкасць і энергаёмістасць істотна змяншаюць эфектыўнасць гэтага тэхналагічнага працэсу. У сувязі з гэтым вельмі перспектыўным з'яўляецца выкарыстанне біметалічнай кампазіцыі.: низкоуглеродистая сталь+сталь 110Г13. У гэтым выпадку добра зварваецца низкоуглеродистая сталь таўшчынёй 4-6 мм., нанесеная спосабам зваркі выбухам на зносаўстойлівасць сталь Гадфільда, служыць пераходным пластом для приварки дэталі да апорнай канструкцыі. Такі біметал паспяхова ўжываецца на прадпрыемствах Минречфлота для полозков карэткі чарпака земснарада.
Улічваючы значныя аб'ёмы механічнай апрацоўкі на прадпрыемствах і дэфіцыт інструментальных матэрыялаў, відавочна, мэтазгодна ўкараняць і біметалічны інструмент. Вырабленыя з біметала плоскія працяжкі, тангенцыйныя і прызматычныя разцы, вырубныя штампы, у якіх толькі рэжучая частка выканана з інструментальнай сталі, дазваляюць эканоміць, напрыклад, да 80% вальфрамазмяшчальных матэрыялаў. Устойлівасць прылады з біметала, атрыманага метадам зваркі выбухам, знаходзіцца на ўзроўні, адпаведным стойкасці серыйнай суцэльнаметалічнай прылады.
Што ж тычыцца асноўных механічных уласцівасцяў такіх біметалаў, то яны адпавядаюць прыблізна ўзроўню ўласцівасцяў аналагічных біметалаў, атрыманых найбольш распаўсюджаным спосабам - пакетнай пракаткай. Трываласць злучэння пластоў пры зварцы выбухам у сярэднім на 30% вышэй. Эксплуатацыйныя ўласцівасці біметалаў (каразійная ўстойлівасць, зносаўстойлівасць, антыфрыкцыйныя і інш.) адпавядаюць уласцівасцям плакавала пласта.
Перспектывы прымянення біметалаў у суднабудаванні і суднарамонце ў заключэнне можна праілюстраваць наступнымі прыкладамі.
Вугляродзістая сталь + нержавеючая сталь. Аб'екты прымянення - ёмістасці для захоўвання і перавозкі вады, танкі і т. d. Эканамічная, тэхнічная і іншая эфектыўнасць^: павышэнне каразійнай стойкасці, эканомія нержавеючай сталі, зніжэнне масы.
Сталь+алюміній (алюмініевы сплаў). Пераходнікі для злучэння надбудоў з палубай, ёмістасці. Замена заклёпачных злучэнняў на зварныя, зніжэнне працаёмкасці пры рамонце, памяншэнне масы, павышэнне каразійнай стойкасці.
Сталь + бронза. Вузлы трэння і падшыпнікі слізгацення. Эканомія каляровых металаў, павышэнне апорнай здольнасці і цыклічнай трываласці.
Сталь+медна-нікелевы сплаў. Корпус карабля. Адсутнасць абрастання корпуса і як следства гэтага памяншэнне выдатку паліва, павышэнне эксплуатацыйнай хуткасці судна і павелічэнне міжрамонтных перыядаў.
Сталь Ст3+сталь 110Г13. Слайд-карэтка, коўш, земснарад і інш. стар. Павышэнне надзейнасці і, такім чынам, павелічэнне міжрамонтных перыядаў.
Канструкцыйная сталь+інструментальная сталь. Металаапрацоўчы інструмент. Эканомія дэфіцытных матэрыялаў, павышэнне цыклічнай трываласці.
