Профиль деформированной зоны металла в образующемся сварном соединении обычно имеет волнообразный вид (рис. 28). Окисные пленки и другие поверхностные загрязнения дробятся и рассредоточиваются со слоями

Рис. 28. Граница раздела металлов в сварных соединениях, полученных с помощью сварки взрывом; X 100; вверху — ниобий, внизу — медь

Деформирующего металла аналогично явлению при холодной сварке и частично уносятся в виде тонкой пыли под действием кумулятивного эффекта. Исследования показали, что при сварке взрывом отсутствует зона, состоящая из смеси соединяемых металлов.

При сварке металлов взрывом происходит образование металлических связей по дислокационному механизму. Активация процесса образования металлических связей связана с интенсивностью совместной пластической деформации поверхностных слоев свариваемого металла, которая определяется скоростью распространения пластической деформации и ее величиной, а также величиной давления, развивающегося в зона соударения.

Скорость пластической деформации металла в зоне соединения, протекающей вследствие перемещения имеющихся и образования новых дислокаций не может превышать скорости распространения в свариваемых металлах пластических волн сжатия с. Поэтому для создания физического контакта и таким образом реализации механизма образования металлических связей скорость перемещения вершины угла встречи соударяющихся поверхностей v_H вдоль свариваемого соединения должна быть меньше величины с.

При несоблюдении этого условия металл не деформируется и сварка не происходит. Это требование выполняется путем подбора ВВ соответствующего типа, так как D — v_K. Скорость распространения пластических волн сжатия может быть определена из выражения:

где К — модуль объемного сжатия металла, кгс/см²; р — плотность металла, (кгс/см³) (с²/см).

При сварке некоторых металлов (титана со сталью, алюминия со сталью) установлено, что прочность соединения увеличивается с уменьшением скорости v_K, при этом нижний предел v_K составляет 1800—2000 м/с и определяется минимально возможной скоростью детонации ВВ.

Величина среднего давления р, развивающегося в зоне сварки, зависит от скорости v соударения пластин и свойств металла:

где D, h, 6_B обозначены на рис. 27; р_вв —плотность ВВ; р_в — плотность металла верхней (метаемой) пластины.

Экспериментальная проверка показывает, что полученные по этой формуле значения близки к действительным в случае, если величина h мала по сравнению с Н.

Величина среднего давления р при известной скорости о может быть определена с помощью ударных адиабат, построенных в координатах "р—и" (и — массовая скорость частиц металла за фронтом ударной волны). При известном значении v на адиабату металла неподвижной свариваемой части накладывают зеркальное отражение ударной адиабаты металла метаемой части, располагая ее начальное состояние в точке А с абсциссой и, равной заданной величине; ордината точки пересечения адиабат В при этом дает искомую величину р (рис. 29).

При известных технологических параметрах сварки (h, Н, D, р_вв), размерах и свойствах свариваемых металлов δ_в и р_в можно рассчитать величины v и р.

В практике для определения режимов сварки однородных или близких по физико-химическим свойствам металлов обычно достаточно ориентировочно выбрать скорость соударения v и давление р и сварить серию образцов с применением ВВ, скорость детонации D которого составляет 3000—4000 м/с. При этом от образца к образцу уменьшают или увеличивают скорость v, изменяя зазоры h между соударяющимися поверхностями. По результатам механических испытаний находят оптимальную скорость v.

Для определения режимов сварки разнородных металлов с большим различием физико-химических свойств (титан со сталью) проводят несколько серий опытов, варьируя величиной v_K, что дает возможность определить максимальное значение δ_в.