Badania obszarów złącza w dwuwarstwowych prętach wstępnie zgrzanych wybuchowo

• Autorzy: Dyja H. , Stradomski Z. , Mróz S.

Warianty tytułu

EN

The investigation of bond layers of bimetallic bars joined by the explosive method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozwijające się prężnie nowoczesne gałęzie gospodarki, takie jak telekomunikacja, elektronika, energetyka i transport są odbiorcami znacznych ilości wyrobów ciągnionych. Wśród nich szerokie zastosowanie znajdują druty bimetalowe o stalowym rdzeniu i miedzianej otulinie, zwłaszcza na przewody energetyczne. Proces produkcyjny drutów platerowanych najczęściej składa sie z trzech zasadniczych etapów: wytwarzania bimetalowego wsadu, walcowania prętów lub walcówki oraz ciągnienia bimetalowych drutów. Każda faza produkcji musi zapewniać uzyskanie wysokiej jakości półwyrobu lub wyrobu (w tym dobre połączenie warstw i jednorodną grubość poszczególnych warstw bimetalu). W pracy przedstawiono metodykę projektowania technologii otrzymywania metodą wybuchową (MW) półwyrobu w postaci prętów platerowanych oraz ich walcowania w wykrojach wydłużających. Do badań przygotowano 15 układów próbek składających się z rur miedzianych (gatunek M1-E) i prętów stalowych (gatunek St3S i 55). Rury miedziane i pręty stalowe miały różne średnice, dzięki czemu uzyskano różne odległości pomiędzy prętami i ściankami wewnętrznymi rur. Wykonano badanie zmian strukturalnych, prób wytrzymałościowych granicy złącza oraz rozkładu mikrotwardości w strefie złącza, na podstawie których stwierdzono, że właściwie dobrane parametry zgrzewania wybuchowego oraz prawidłowo przeprowadzony proces walcowania gwarantują uzyskanie trwałego połączenia warstw miedzi ze stalą.

EN

Intensively developing branches of economy, such as telecommunication, electronics, power engineering and transport, are the recipients of substantial amounts of drawn products. Among them, bimetallic wires with steel core and copper cladding have a broad application, particularly as power conductors. The process of manufacturing clad wires usually consists of the following three stages: the production of a bimetallic stock, the rolling of rods or wire rod, and the drawing of bimetallic wires. Each production phase has to ensure high quality of the semi-final product or the final product (including a good bonding of the layers and a uniform thickness of respective bimetal layers). The paper presents the the methodology of designing the technology of the first and second of the above-mentioned production stages-obtaining the semi-final product in the form of clad bars by the explosive method and the rolling of rods. For explosive welding, materials in the form of mixtures are used, from which an explosive charge can be easily prepared on the explosive welding stand from easily accessible and cheap raw materials, each of them, as taken separately, possessing no explosive properties. To activate such charges, initiating agents are required in the form of a plastic explosive and an electric detonator or a detonating fuse. Without such activation, these mixtures are resistant to the action of mechanical and thermal stimuli. For tests, eight sets of specimens were prepared, each consisting of copper tubes (grade M1-E) and steel rods (grade St3S and 55). The copper tubes and steel rods had different diameters, owing to which different distances between the rods and the internal tube walls were obtained. To determine the quality of bond between the core and the cladding layer, the measurement of microhardness distribution on the cross-sections of the rods after explosive welding and after the process of rolling was carried out. The hardness testing by the Vickers method was performed in accordance with the PN-ISO 6507-3 standard. The bond strength, and shear strength of interface, are calculated after measuring the shear load in the shear test.

Słowa kluczowe

PL

obszary złącza; pręty dwuwarstwowe; metoda wybuchowa; zgrzewanie wybuchowe; rozkład mikrotwardości; pomiar; walcowanie

EN

bond layers; bimetalic bars; explosive method; explosive welding; microhardness distribution; measurement; rolling

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego
• Czasopismo: Archiwum Nauki o Materiałach
• Rocznik: 2002
• Tom: T. 23, nr 2
• Strony: 165--187
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Dyja H.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa

autor

Stradomski Z.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa

autor

Mróz S.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] W. Babul, Niektóre problemy łączenia wybuchowego. Branżowy Ośrodek Informacji Naukowo-Technicznej i Ekonomicznej. Warszawa 1968.
• [2] H. Dyja, A. Maranda, R. Trębiński, Technologie wybuchowe w inżynierii materiałowej. Politechnika Częstochowska. Prace Naukowe Wydziału Metalurgii i Inżynierii Materiałowej. Seria: Metalurgia. Nr 20. Częstochowa 2001.
• [3] Katalog Bimetallic Product Overview. Copperweld, USA 1999.
• [4] Prospekt Discover the Possibilities with Bimetallic Products, LTV Copperweld, 2000.
• [5] Prospekt Cladimphy, Kupferplattierte Drahte.
• [6] S. Mróz, H. Dyja, A. Maranda, J. Nowaczewski, W. Madej, Wytwarzanie bimetalowych prętów stal-miedź metodą wybuchową, Hutnik, 7-8, 271 (2001).
• [7] H. Dyja, S. Mróz, L. Lesik, A. Maranda, J. Nowaczewsk i, Proizvodstvo kruglych bimetalliceskich zagotovok (stal-med) metodom vzryva. Wyd. Donbaska deržavna mašinobidivna akademia (DDMA). Kramatorsk 2000, Slovjansk, s. 221-226.
• [8] H. Dyja, S. Mróz, Z. Stradomski, L. Lesik, A. Maranda, J. Nowaczewski, Wytwarzanie bimetalowych prętów miedź-stop Al metodą wybuchową, Inż. Mater., 1, 21-25(2002).
• [9] S. Mróz, H. Dyja, Production of round bimetallic bar using the explosive method. W:International Conference on Advances in Materials and Processing Technologies, 18-21September 2001, Leganes (Madrid, Spoin).
• [10] L. Lesik, Proces walcowania prętów bimetalowych w wykrojach wydłużających. Politechnika Częstochowska. Prace Naukowe Wydziału Metalurgii i Inżynierii Materiałowej. Seria: Metalurgia. Nr 1. Częstochowa 1998.
• [11] A. P. Grudiev, L. F. Maśkin, M. I. Hanin, Technologia prokatnogo roizvodstva, Metalurgia, Moskva 1994.
• [12] L. Lesik, S. Mróz, H. Dyja, Wytwarzanie prętów okrągłych w zawężonym zakresie tolerancji wymiarowej. W: Mat. konferencyjne „Nowe technologie i osiągnięcia w metalurgii i inżynierii materiałowej", Częstochowa, czerwiec 2001. Częstochowa 2001, s. 65-68.
• [13] N. V. Litovčenko, Kalibrovka prokatnych valkov. Metalurgia. Moskva, 1990.
• [14] H. Dyja, E. Wosiek, K. Przybyłowicz, S. Gut, Badania obszarów złącza w blachach platerowanych wstępnie łączonych wybuchem. Hutnik, R 46, 2, 66 (1979).
• [15] H. Dyja, B. Garbarz, T. Molenda, Badanie obszarów złącza w blachach platerowanych metodą wybuchową. Hutnik, R 49, 1-7, 9 (1982).
• [16] H. Dyja, B. Garbarz, M. Molenda, Mikrostruktura w obszarze złącza stali 18G2A ze stalą OH18N10T wykonaną metodą zgrzewania wybuchowego. Arch. nauki o mat., 6, 520 (1985).
• [17] A. S. Gelman, A. D. Chudnovski, B. D. Cemachovič, I. L. Charina. Plakirovanie stali vzryvom. Mašinostrojenie. Moskva 1978.
• [18] W. Walczak, Warunki uzyskiwania złączy zgrzewanych wybuchowo o wysokiej wytrzymałości. Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej. Mechanika. Z. 30. Gdańsk 1977.
• [19] P. I. Polukhin, G. J. Gun, A. M. Galkin, Soprotivlenie plastičeskoj deformaci metalov i splavov. Metalurgia. Moskva 1976.