Магнитоимпульсная сварка. 
Материаловедение и технология материалов

Соединение образуется в результате соударения соединяемых частей, вызванного воздействием импульсного магнитного поля. Принципиальная схема сварки импульсным магнитным полем приведена на рис. 25.4. Детали б и 7 устанавливают так, чтобы свариваемые поверхности находились внахлестку под углом друг к другу и с зазором между ними. Магнитная катушка 4 размещается внутри детали на поверхности, противоположной свариваемой. Последняя располагается под некоторым углом к детали 6, установленной в опоре 5. После зарядки конденсаторной батареи 2 от зарядного устройства 1 коммутирующее устройство 3 осуществляет его разрядку на катушку 4, вокруг которой образуется магнитное иоле. Его силовые линии пересекают деталь 7 и индуцируют в ней вихревые токи. Последние создают собственное магнитное поле вокруг детали. Взаимодействие магнитных полей катушки и детали приводит к отталкиванию детали от катушки. В результате возникает сила, которая придает ускорение детали 7 в направлении.

Рис. 25.4. Схема магнитоимпульсной сварки:

1 — зарядное устройство; 2 — конденсаторная батарея; 3 — коммутирующее устройство; 4 — магнитная катушка; 5 — опора; 6,7 — свариваемые детали детали 6, при их соударении достигается давление, необходимое для сварки. Кратковременностью действия импульса, динамическим характером процесса магнитоимпульсная сварка напоминает сварку взрывом. Строение металла в зоне контакта после сварки этими методами тоже имеет много общего. Так, в обоих случаях соединение получается волнистым. Очевидно, схожим должен быть и механизм удаления оксидной пленки и образования металлических связей. Длительность импульсов при магнитоимпульсной сварке и сварке взрывом составляет 10—100 мкс, т. е. они примерно одинаковы, однако давление при сварке взрывом на порядок выше.

Кроме рассмотренной схемы сварки применяется и другой вариант, когда катушка индуктивности охватывает наружную деталь, метаемую магнитным полем в направлении внутренней детали. Если внутренняя деталь тонкостенная, то в нее вставляется опорная втулка, препятствующая ее смятию. Схема сварки с наружным расположением индуктора позволяет сваривать не только полые детали между собой, но и полые детали со сплошными, например с осями, валиками, тягами и т. п.

Магнитоимпульсная сварка — это высокопроизводительный процесс, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, в том числе герметичность, виброи термостойкость. Кроме сварки деталей из одинаковых металлов, возможна сварка разнородных материалов, таких как алюминий — медь, алюминий — коррозионностойкая сталь, цирконий — коррозионно-стойкая сталь. Кроме того, магнитоимпульсная сварка (по сравнению со сваркой взрывом) более проста с точки зрения обеспечения техники безопасности.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Какова сущность образования соединений при механических способах сварки?
• 2. Опишите, как удаляется окисная пленка при различных механических способах сварки.
• 3. При ультразвуковой сварке каких материалов в сварном соединении необходимо создавать касательные, а каких — нормальное напряжение?
• 4. Почему при конденсаторной сварке (в отличие от ультразвуковой) не удается получить достаточно большой диаметр сварной точки при соединении деталей малых толщин?
• 5. Каковы основные области применения механических способов сварки?