Файл: Биметаллические трубы..pdf

величину взрывного импульса. В качестве инертных заполнителей используются мелкодисперсные каолиновые глины, технический пла­ стилин, парафин, эластичные полихлорвиниловые оболочки. В от­ дельных случаях поверхность металла предохраняется резиной.

К инертному заполнителю предъявляются следующие требования: надежная защита поверхности металла от действия продуктов; технологическая простота введения его в канал трубы; плотное прилегание к внутренней поверхности трубы с целью

обеспечение возможности размещения заряда в. в. строго по оси трубы;

легкое удаление нагара, образуемого при сгорании инертного заполнителя; —■дешевизна и недефицитность.

Для удаления остатков инертных масс с поверхности полученных сваркой взрывом биметаллических труб используются различные способы. Ниже на примере биметаллических труб сталь ЭИ695Р + + медь приведены данные по очистке поверхности химическим и ме­ ханическим способами.

плав при температуре 420—450° С и выдерживают в течение 10 мин. Затем трубы промывают холодной водой и подвергают кислотному травлению для удаления окисных пленок и осветления поверхности. После промывки поверхность труб приобретает блестящую поверх­ ность, лишенную каких-либо дефектов.

2. М е х а н и ч е с к и й с п о с о б о ч и с т к и — о п е с к о - с т р у и в а н и е . При этом способе используется песок фракции до 0,5 мм, давление воздуха в камере 4—5 ат. Длительность опескоструивания определяется маркой плакирующего слоя.

Выбор оптимального инертного заполнителя диктуется не только соображениями сохранения качества исходной поверхности. Исполь­ зуя различные типы инертных заполнителей, в достаточной мере можно регулировать величину взрывного импульса, предотвращая тем самым чрезмерную деформацию всей трубы.

Этим требованиям отвечают мелкодисперсные глины и эластич­ ные оболочки (для труб малого диаметра), а при изготовлении труб большого диаметра может быть использована жидкость (вода).

Г л а в а IV

ДЕФОРМАЦИОННЫЕ И ЭНЕРГОСИЛОВЫЕ УСЛОВИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ

При разработке технологического процесса производства биметал­ лических труб и выборе основного оборудования необходимо опре­ делить потребную мощность последнего. Ниже рассматриваются энер­ госиловые и деформационные условия производства биметаллических труб.

УСЛОВИЯ ГОРЯЧЕГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

Скорости истечения и деформации и усилия при прессовании

Прессование биметаллических труб большинства сочетаний метал­ лов осуществляют при больших скоростях и деформациях. Это не­ обходимо учитывать при расчете истинного сопротивления дефор­ мированию металла.

В работах [49—51 ] приводятся формулы для определения дефор­ мированного и напряженного состояний и усилий при прессовании

биметаллических труб, однако большинство из них не учитывает целого ряда факторов. В работе [51 ] особенности процесса прессо­ вания биметаллических труб учтены более полно.

Рассмотрим скоростные и силовые условия прессования биметал-' лических труб из двухслойных заготовок (рис. 71). Для упрощения решения задачи принята схема жесткопластического тела и гипо­

146

теза плоских сечений, пластическая деформация ограничена геометри­ ческим очагом деформации. Правомочность этих допущений подтвер­ ждается рядом исследований [52, 53].

Металл в контейнере и цилиндрической части матрицы переме­ щается со скоростью прессования и скоростью истечения соответ­ ственно.

Пластическая деформация обоих слоев происходит в основном на коническом участке очага деформации, при этом граница между слоями изменяется по конической поверхности.

Для многих сочетаний металла характерна пропорциональная де­ формация сечений слоев двухслойной заготовки при прессовании из них биметаллических труб, т. е. для обоих слоев осевые деформации одинаковы.

Задача решается в цилиндрической системе координат. Введем следующие обозначения:

R 1— радиус оправки, мм;

R 2 — наружный радиус трубы, мм;

R з ■— внутренний радиус втулки контейнера, мм;

Rpl и Rp2— радиусы раздельной поверхности двухслойной за­ готовки в подпрессованном состояний и биметал­ лической трубы, мм;

2а0 —■угол конусности матрицы, град.; 2схр — угол конусности раздельной поверхности в очаге

деформации, град.;

/і, / и L — соответственно, ’высота цилиндрического пояска матрицы, очага деформации (конической части матрицы) и двухслойной заготовки в подпрессо­ ванном состоянии, мм.

При пропорциональной деформации слоев коэффициент плакиро­ вания сохраняется постоянным. Тогда в очаге деформации его можно

где Z — переменная координата по оси истечения металла. Коэффициенты вытяжки в сечении, находящемся на расстоянии Z

от начала координат, для обоих слоев равны*

Осевая компонента скорости перемещения металла в любом по­ перечном сечении Z конического очага деформации

Решая его, получим

Для граничных условий, когда r= R, a vr= 0, y(Z) = Щ- R\, тогда

Зная ѵп определяем компоненты скорости деформации металла при прессовании:

b = - ^ ( r 2 + Ri);

Ъе = - - ^ т ( г * - Я ) -

148

Скорость деформации сдвига может быть определена из выра­ жения

■дѵг дѵг ~дГ

Уравнения (30)—(33) полностью определяют тензор скоростей дефор­ мации для данной осесимметричной задачи.

Аналитическое определение усилий прессования

Для определения усилий прессования использован энергетиче­ ский метод — определение полной мощности, необходимой для осу­ ществления прессования биметаллических труб из двухслойных за­ готовок [54]. С учетом работы деформации в обоих слоях заготовки полная мощность

149

Мощности внутренних сил в деформируемых объемах слоев опре­ деляют из уравнений:

Примем, что в случае прессования труб продольное и радиальное направления являются главными направлениями скоростей дефор­ мации. Тогда максимальное значение главной скорості деформации сдвига можно определить с помощью выражений (30, 32) для компо­

Подставив соответствующие значения Я и т]тах из уравнений (36, 38) в уравнения (34, 35), после интегрирования и преобразований получим

NBHl = 2,16т5іПпЯ (R I — RI) X

150