Ułatwienia dostępu

Generic selectors
Exact matches only
Search in title
Search in content
Post Type Selectors
  1. Strona główna
  2. Blog
  3. Czym jest zgrzewanie wybuchowe?

Czym jest zgrzewanie wybuchowe?

26.05.2023

Dynamiczny rozwój przemysłu metalurgicznego na świecie zmusza naukowców i inżynierów do opracowywania nowych metod łączenia ze sobą metali i stopów. Nadrzędnym celem jest pozyskanie materiałów o jeszcze lepszych parametrach i właściwościach, takich jak wyższa wytrzymałość, twardość, trwałość czy przewodnictwo. Wraz z postępem technologicznym i rosnącymi wymaganiami rynku, konieczne jest wprowadzenie bardziej efektywnych i ekonomicznych metod spajania, które zapewnią konkurencyjność i obniżą koszty produkcji.

Jedną z takich nowoczesnych technik łączenia metali i stopów jest zgrzewanie wybuchowe.

Zgrzewanie wybuchowe – czym się charakteryzuje?

Zgrzewanie wybuchowe to metoda spajania metali, polegająca na wykorzystaniu procesu dynamicznego docisku łączonych powierzchni za pomocą energii wyzwalanej wskutek detonacji materiału wybuchowego.

Paliwo chemiczne w stanie stałym np. sznur detonacyjny, na skutek eksplozji wytwarza gazy o bardzo wysokim ciśnieniu i temperaturze, jednocześnie ściskając i zgrzewając łączone elementy. Podczas trwającej kilka mikrosekund detonacji wytworzone zostaje ciśnienie o wartości kilkudziesięciu tysięcy atmosfer, wskutek czego scalane metale znajdują się w stanie fizycznym, do którego nie odnoszą się klasyczne prawa mechaniki wiążące odkształcenie z występowaniem naprężeń.

W wyniku gwałtownego zetknięcia się elementów, następuje ich zespolenie i przesunięcie, które tworzą połączenie z charakterystyczną pofalowaną powierzchnią zgrzeiny.

Warunki do otrzymania odpowiedniego połączenia zgrzewaniem wybuchowym

Aby uzyskać odpowiednie połączenia metodą zgrzewania wybuchowego, kluczowe są:

  • odpowiednia prędkość zderzenia, dzięki której materiał przechodzi w stan plastyczny, 
  • dokładne oczyszczenie łączonych elementów, 
  • odprowadzenie sprężonych gazów z miejsca łączenia. 

Uzyskane za pomocą metody zgrzewania wybuchem połączenia charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi i przewodnością elektryczną. Ich trwałość i właściwości elektro-mechaniczne nie pogarszają się w trakcie eksploatacji. Wpływa to dodatnio na obniżenie kosztów związanych z częstymi kontrolami i remontami.

Metoda pozwala także na skuteczne i trwałe zespolenie metali z szeregu elektrochemicznego usytuowanych daleko od siebie np. miedź i aluminium nie powodując korozji metalu mniej szlachetnego. Stosowana jest także przy łączeniu niespawalnych ze sobą metali, np. połączenia stali z aluminium, ołowiem, niklem itp. Możliwe jest też łączenie tak pasywnych metali jak tytan. 

Metody zgrzewania wybuchowego 

Wyróżniamy kilka metod wykorzystywanych przy zgrzewaniu wybuchowym:

Jedna z nich polega na pośrednim działaniu detonacji ładunku wybuchowego na łączone elementy. W tym przypadku ładunek wybuchowy usytuowany jest z dala od łączonych elementów, a energia konieczna do uzyskania połączenia jest przenoszona z miejsca detonacji do miejsca połączenia przez wodę lub odpowiedni mechanizm.

Inną praktyką jest bezpośrednie działanie detonacji ładunku wybuchowego na łączone elementy; w tym przypadku ciśnienie gazów powstałych przy detonacji materiału wybuchowego oddziałuje bezpośrednio na łączone elementy, ponieważ materiał wybuchowy złożony jest bezpośrednio na ich powierzchni.

Zgrzewanie wybuchowe – przykłady zastosowania

Wykorzystanie zgrzewania wybuchowego ma znaczenie podczas takich procesów, jak:

  • zgrzewanie wszelkiego rodzaju przewodów elektrycznych, 
  • łączenie lin doczołowe lub na zakładkę, 
  • zgrzewanie wybuchowe mosiądzu ze stalą, bądź stopu tytanu ze stalą z przeznaczeniem na dna sitowe wymienników ciepła, 
  • łączenie nadbudówek wykonanych ze stopów aluminium ze stalowymi pokładami statków, 
  • platerowanie wewnętrznej powierzchni rur niskostopowych stalą kwasoodporną stosowane w przemyśle energetycznym, 
  • platerowanie stali miedzią z przeznaczeniem na szczęki zgrzewarek, 
  • platerowanie miedzi aluminium z wykorzystaniem na odgałęźne zaciski prądowe, 
  • zgrzewanie łączników sieci trakcyjnej z szynami, 
  • łączenie stali nierdzewnej – srebro, miedzi – srebra z wykorzystaniem na styki prądowe. 

Najważniejsze korzyści zgrzewania wybuchowego

Zgrzewanie wybuchowe przynosi szereg istotnych korzyści w procesie łączenia metali i stopów. Do najważniejszych z nich należą:

  • szeroki zakres możliwości łączenia różnych metali wynikający z tego, że w metodzie tej praktycznie nie istnieje pojęcie złej spawalności,
  • możliwości łączenia elementów zarówno o bardzo dużych, jak i małych powierzchniach,
  • dobre cechy mechaniczne i technologiczne połączeń,
  • duża odporność na działanie wysokich temperatur i na korozję,
  • niezmieniony skład chemiczny i stała grubość łączonych elementów,
  • niski koszt i szybkość wykonania
  • brak zanieczyszczeń podczas procesu.

Niewątpliwą korzyścią jaką daje zgrzewanie wybuchowe, szczególnie w tak dynamicznie rozwiniętym środowisku przemysłowym jest zastosowanie tej metody w różnych branżach, m.in: przemysłowych, takich jak automotive, lotnictwo, energetyka czy produkcja sprzętu elektronicznego. Może być też stosowana do łączenia różnych komponentów, takich jak rury, płytki czy elementy konstrukcyjne, tym samym otwierając nowe możliwości technologiczne i projektowe w tych sektorach.

Zobacz także
Rodzaje stali nierdzewnej i ich zastosowanie w przemyśle
Stal nierdzewna to podstawa nowoczesnego przemysłu. Spotykasz ją wszędzie: w przemyśle spożywczym, chemicznym, energetyce, architekturze. Ale nie każda stal nierdzewna działa identycznie. Różnice w składzie chemicznym i strukturze mikrokrystalicznej decydują o ich konkretnym przeznaczeniu. Przeczytaj ten wpis, aby poznać rodzaje stali nierdzewnej i ich zastosowanie! Co sprawia, że stal jest nierdzewna? Wszystko zaczyna się od […]
Czytaj wpis
Czym jest obróbka wiórowa?
Obróbka metalu, stali i aluminium wymaga dziś zastosowania wielu technologicznie zaawansowanych procesów, których rezultatem jest taki wynik końcowy jakiego się oczekuje, a więc praca precyzyjna, często pozwalająca na wykonanie naprawdę skomplikowanych rzeczy. Nowoczesne parki maszynowe, w które wyposażone są najlepsze firmy zajmujące się obróbką różnych materiałów pozwalają na osiągnięcie naprawdę imponujących efektów. Jedną z czynności […]
Czytaj wpis
Cynkowanie, czyli proces ochronny metali – co warto wiedzieć?
Definicja cynkowania mówi o procesie nakładania warstwy cynku na metalową powierzchnię obrabianego materiału. Proces ten z kolei niesie za sobą liczne zalety, dzięki czemu znaczenie cynkowania w przemyśle metalowym jest ogromne. W tym artykule poznasz dostępne metody cynkowania, przeczytasz o praktycznej stronie tej techniki, zrozumiesz zależność kosztów procesu cynkowania a także przeczytasz o wyzwaniach i […]
Czytaj wpis