(0 Голосов)

Магнитно-импульсная сварка – это технология сварки в твёрдом состоянии посредством высокоскоростного косого или прямого соударения двух металлических заготовок, аналогичная сварке взрывом.

При этой технологии сваривание осуществляется внахлёст: 2 заготовки располагаются под малым углом или параллельно друг другу с небольшим зазором между ними, чтобы обеспечить ударное давление и создать должные параметры сварки.

Магнитно-импульсная сварка представляет собой импульсный процесс (процесс однопроходной сварки), осуществляемый с высокой скоростью (до 350 м/с) и c частотой пульсации до 12 импульсов в минуту.

Магнитные импульсы представляют собой процессы формирования силы взаимного отталкивания смежных проводников, генерируемой в них магнитными полями противоположной направленности.

Магнитно-импульсная сварка основана на принципе очень кратковременного разряда электрического тока высокой энергии через катушку индуктивности (индуктор), окружающую свариваемую заготовку. Чрезвычайно быстрый разряд тока большой величины создаёт силы электромагнитного взаимодействия между соответствующими индукторами и заготовками, придающие заготовкам ускорение, которое обеспечивает их холодную сварку в твёрдом состоянии.

Процесс магнитно-импульсной сварки схож с процессом сварки взрывом, при этом оба они подпадают под категорию «технология сварки сдвигом». Поэтому основные параметры сварки взрывом, включая скорость и угол соударения, могут быть использованы для магнитно-импульсной сварки.

Процесс формирования магнитных импульсов

Магнитные импульсы формируются бесконтактно. Дело в том, что между катушкой индуктивности и заготовкой имеется небольшой зазор. Этот зазор влияет на силу магнитного импульса и помогает создавать высокое ударное давление.

Процессом управляет первичная цепь: значительное количество энергии (обычно от 5 до 200 кДж) аккумулируется в большом конденсаторе или батарее конденсаторов, которые за время порядка десятков микросекунд заряжаются до высокого напряжения (как правило, от 3000 до 30000 В) и пикового тока (как правило, от 10 4 A до 10 6 A). При этом вокруг индуктора создаётся чрезвычайно сильное транзиентное (нестационарное) магнитное поле.

В результате этого в расположенной внутри катушки металлической заготовке индуцируются электрические токи, противонаправленные первичному току.

Поля противоположной направленности в индукторе и заготовке вызывают их взаимное электромагнитное отталкивание.

Сила электромагнитного взаимодействия может создать в заготовке внутренние напряжения, в несколько раз превышающие напряжение текучести материала, из которого она изготовлена. В конечном итоге это может привести к пластической деформации заготовки и её ускорению до скоростей выше 100 м/с.

Процесс магнитно-импульсной сварки протекает с очень высокой скоростью и продолжается всего несколько миллисекунд.

Ограничивающим фактором для создания системы, жизнеспособной в промышленных масштабах, является рабочий ресурс индуктора (количество рабочих циклов до его разрушения в результате деформации катушки индуктивности).