爆発溶接が爆音で消える

溶接は多くの場合、高温で騒音を伴うプロセスです。 通常、良い結果を達成するには、いくつかの派手な化学と適切な知識が必要です。 アーク、TIG、MIG のいずれについて話している場合でも、これらの記述はすべて当てはまります。

爆発溶接にも同じことが当てはまりますが、これはこれまでに見た伝統的な手溶接方法とはまったく異なります。 今日は、このテクニックがどのように機能するのか、そしてそれが役立つアプリケーションについて見ていきます。 穴に火が入る！

爆発溶接の技術は、他の金属接合技術と比較すると比較的新しいです。 20 世紀の 2 つの世界大戦では、装甲板に破片が付着しているのがよく発見されました。 綿密に観察すると、破片が単に金属装甲に埋め込まれているのではなく、実際には金属装甲に溶接されていることが判明した。 榴散弾と装甲との衝突は、通常の溶接作業のような極度の熱を必要とせずに発生することが多いことを考えると、金属を一緒に溶かしているのは、榴散弾と装甲の間の衝撃の高速度であることが示されました。

同じ結果が後に実験室で再現され、爆発溶接は第二次世界大戦後、洗練された技術に開発されました。 1962 年に、デュポンは爆発溶接プロセスの特許を取得し、後に「デタクラッド」の商標で知られるようになりました。

爆発溶接は金属が固相に残った状態で行われるため、これは「固相」溶接技術と呼ばれます。 最も一般的な形式では、「バッカー」として知られる厚い金属プレートが平らに置かれ、その上に 1 インチ以下のオーダーのスペーサーが配置されます。 次に、「クラダー」として知られる薄い金属プレートをスペーサーの上に置き、溶接する 2 つのプレートの間に小さな隙間ができるようにします。 不純物を除去し、高品質の溶接を保証するために、2 つのプレートは接合前に平らに研磨されます。

次に、爆発性火薬がクラダーの上部に詰められます。 装薬された火薬は通常、被覆管の 1 つ、隅、または側面から爆発します。 これにより、爆薬による一掃効果が生じ、爆発前線が均一な速度で被覆管の上部を横切って移動します。 これにより、クラダーが徐々に下のバッカーと接触するようになります。 このプロセスでは、空気、酸化物、不純物のプラズマ ジェットが生成され、2 枚のプレート間の隙間が閉じる前に噴射され、進行中にプレートの表面が洗浄されます。

結果として生じる溶接は、従来の溶接プロセスでよく見られるような液化ではなく、両方の金属の塑性変形によって引き起こされます。 これらの接合は母材の強度を最大 100% 持つことができ、通常、液相溶接技術と比較して熱の影響を受ける領域周辺の問題が少なくなります。 この点では、結果は摩擦溶接で達成されたものと同様です。 2 枚の金属板は、その表面全体にわたって連続的かつ均一に接合されています。

このプロセスにより、異なる金属を溶接することが可能になります。 これには、鋼とアルミニウムのような奇妙な組み合わせや、一部の反応性金属さえも含まれます。 この技術を専門とする企業は通常、この方法で接合できる 260 を超える異なる金属の組み合わせのリストを引用しています。

もちろん、爆発反応の激しさのため、爆発溶接は通常、プレートと単純な円筒形状に限定されます。 この技術は、化学産業や石油化学産業で使用するクラッド金属表面を備えたチューブやタンクを作成するためによく使用されます。 爆発溶接はアポロ宇宙船でも使用されており、このプロセスはチタンからスチールへの強力な移行接合部を作成するプロセスに依存していました。

宇宙機関は 1983 年にこのテーマに関する技術覚書を発行し、実用的な小規模爆発シーム溶接の詳細を共有しました。 この技術では、RDX 爆薬を利用して、密閉できるほどの高品質で一貫した品質を備えた長く均一な接合部を作成しました。 この論文は、この技術がカナダの原子炉の修理に適用されたが、パイプラインや他の船舶の密閉など他の状況でも使用できる可能性があると指摘しています。

高性能爆薬の使用を考えると、自宅のガレージでDIYするのが特に簡単な技術ではありません。 ただし、ある金属のプレートをまったく別の金属に貼り付けて、有用な特性を組み合わせたものを構築する必要がある場合は、爆発溶接がまさに必要なツールになる可能性があります。 必ず安全な遠く離れた場所で行い、起爆装置を打つ前に大声で叫んでください。

[ヘッダー画像: JRP RC ジャド・フィリップス「Explosive Welding」より]