17.141 Изобретена сварка взрывом

На снимке подлинный автор изобретения сварки взрывом Владимир Михайлович Седых

В институте гидродинамики многие лаборатории занимались исследованиями взрыва и его приложениями в технике и народном хозяйстве. Михаил Алексеевич Лаврентьев питал нежную любовь к этим задачам. Еще в годы войны он теоретически решил важнейшую задачу кумуляции, предположив, что материал при соударениях струй с высокой скоростью ведет себя, как идеальная жидкость. Он получил красивейшее решение, которое для меня было образцом научного чутья, тонкого понимания и смелой гипотезы. Его решение я считал и считаю гениальным.

В задачах, которые он ставил перед своими молодыми сотрудниками, были такие, как прокладка взрывом траншей, создание направленным взрывом плотин, разрушение каменных порогов и ледяных заторов на реках. И не было случая, чтобы чутье подвело его. Он всегда добивался результата.

Но среди задач, в которых используется энергия взрыва, особое место занимают задачи обработки металлов. Так возникла чисто экспериментальная задача, связанная с упрочнением стрелок, поставленная Новосибирским стрелочным заводом. До этих экспериментов никто не знал, упрочняет взрыв поверхность металла или нет.

Вот, что пишет по этому поводу Михаил Алексеевич в своих воспоминаниях:

– Стрелочный завод обратился к нам с просьбой помочь осуществить упрочнение взрывом подвижной части стрелки. Сотрудники института А.А. Дерибас, Ю.А. Тришин, Е.И. Биченков быстро провели нужный опыт. Обработанная взрывом стрелка была поставлена на путь, и через полгода стало ясно, что она может служить почти в два раза дольше, чем обычно.

Из этой троицы только молодой специалист Юра Тришин работал со взрывом и был специалистом в этой области. Другой молодой специалист Женя Биченков занимался совершенно другой задачей. Он исследовал волны на поверхности жидкости. Эта задача была поставлена ему Лаврентьевым, чтобы понять физику волн цунами и научиться защищаться от них. Дерибас же просто искал интересную работу, и брался за любое дело, поскольку все то, что он рассказывал нам на семинаре для научной тематики института, да и вообще для науки не представляло интереса.

Далее Михаил Алексеевич пишет:

– Разработка метода упрочнения случайно привела к новому научно-техническому открытию. Желая усилить эффект и избавиться от возможных при взрыве нарушений поверхности стрелки, попробовали упрочнять стрелку, бросая на нее взрывом металлическую пластину. При опытах неожиданно обнаружилось, что часто металлическая пластина приваривается к стрелке.

В принципе интуиция Лаврентьева не подвела, – это был правильный путь для упрочнения. Пластину перед взрывом устанавливали параллельно поверхности стрелки, заряд ВВ подрывали так, чтобы пластина металась перпендикулярно стрелке, и никакой сварки здесь быть не могло.

Сварка металлов взрывом была обнаружена совсем в других опытах. В институте была создана лаборатория сварки, которую возглавлял специалист в области сварки Владимир Семенович Седых. Я довольно часто заходил к нему в лабораторию. Нас связывала взаимная симпатия и шахматы.

Седых пытался безуспешно получить сварку двух металлов при метании взрывом одной пластины на другую. Он тоже устанавливал пластины параллельно друг другу. После безуспешного метания одной пластины на другую, Седых отдавал образцы на исследование их физико-механических характеристик, а также структуры металла в пластинах и шве в лабораторию Пашкова.

М.А. Лаврентьев продолжает:

– Во время осмотра детали с приваренной пластинкой в лабораторию зашел сотрудник из отдела прочности, посмотрел и воскликнул: "Товарищи, это же новый метод сварки!", но тут же начал говорить, что все это только забавное явление и приложений иметь не может. Через несколько дней мне принесли на подпись для отправки составленную им заявку на "изобретение" сварки взрывом. Сотрудник был явно жуликоват, мы от него быстро избавились. Развитие теории и практики сварки взрывом взял на себя А.А. Дерибас.

Все было на самом деле несколько не так. Однажды лаборант Седыха Женя Иванов решил подорвать одновременно несколько образцов. Одна пара пластин оказалась прочно соединенной друг с другом. Остальные пары не соединились, как и в предыдущих опытах.

Я своими глазами видел, как Женя принес Владимиру Семеновичу сваренную пару пластин после эксперимента. Как взметнулся Владимир Семенович и побежал в лабораторию Пашкова делать образцы для испытаний и исследования структуры. Как принесли обратно отшлифованный поперечный срез соединенных пластин. И я прекрасно помню, как я осмотрел знаменитый впоследствии волнообразный шов, показанный мне Седыхом..

– Это сварка, – сказал мне Седых. Настоящая сварка при помощи взрыва. Получилось! Теперь бы еще понять, как.

Седых пошел к Михаилу Алексеевичу, показал ему образец.
Оставь, - сказал Лаврентьев.

Через некоторое время Лаврентьев зашел в лабораторию к Седыху. Там в это время был и я. Это было очень необычно. К Седыху Лаврентьев никогда до этого не заходил.

– Пошли, сказал Михаил Алексеевич. И мы пошли за ним. Я, конечно, был, как говорят, сбоку-припеку, но мне было очень любопытно.

– Почему бы не пойти, если позвали?

По дороге зашли за Петром Осиповичем Пашковым в лабораторию металловедения.

У Лаврентьева собрались Седых, Пашков, Дерибас, Тришин, Биченков и я. Образец пошел по рукам. Все смотрели на волнообразный шов, но сказать было нечего.

Дед (мы так за-глаза звали Лаврентьева), мерял шагами свой кабинет и кряхтел, что-то вспоминая. Потом открыл стенной шкаф. Там на полу грудой лежали какие-то образцы из меди. Порывшись в них, он, наконец, достал то, что искал. Это был кусок застывшей кумулятивной струи. Он был разрезан вдоль струи, и мы все увидели очень похожий волнообразный шов соединяющий медь с медью. Это была струя, образующаяся при взрыве кумулятивной облицовки (воронки). Поскольку я знал теорию кумуляции Лаврентьева, я сразу понял, что волнообразный шов есть результат течения струй металла. Понял это и Юра Тришин, который сказал:

– Сварка взрывом и кумуляция – имеют одну природу.

Лаврентьев понял это раньше нас, иначе бы он не вспомнил про свой образец, который он хранил еще с полигона в Феофании недалеко от Киева.

Было решено составить заявку на изобретение и написать статью. А Седыху Дерибасу, Биченкову и Тришину Лаврентьев поручил воспроизвести опыт.

Седых быстро понял, что при одновременном взрыве нескольких пар, взрывная волна нарушила параллельность исходных пластин. Но он не понимал, почему при этом пластины сварились. Последующие эксперименты, проведенные Седыхом, когда он ставил пластины под углом друг к другу, подтвердили это предположение. Теперь сварка взрывом получалась стабильно. А Юра Тришин в кратчайший срок сумел теоретически описать течение струй металла при высокоскоростном косом соударении, связав это с кумуляцией, когда соударение не косое, а осесимметричное.

Статья вскоре появилась в журнале «Физика горения и взрыва». Авторов было четыре: Седых, Тришин, Биченков, Дерибас. Седых в статье стоял первым. И не случайно. Именно он был первооткрывателем. А академик Лаврентьев отказался войти в число соавторов. Роль Биченкова и Дерибаса похоже была только в том, что они тоже пробовали сварить пластины, и в обсуждении хода эксперимента.

Седых составил и заявку на изобретение, но я ее не видел и ее судьбу я не знаю.

Михаил Алексеевич Лаврентьев заканчивает свои воспоминания об этом открытии следующими словами:

– Забавное в этой истории то, что за 15 лет до описанных опытов аналогичная сварка была получена Н.М. Сытым в моей лаборатории под Киевом. Для опытов была нужна медная болванка диаметром 10-20 сантиметров. Достать такую болванку мы не смогли, но у нас была медная проволока. Сытый взял пучок этой проволоки, обмотал детонирующим шнуром и произвел подрыв. Получилась нужная монолитная болванка. Аналогичная сварка происходила также и при опытах с кумулятивными зарядами, но мы рассматривали эти эффекты как курьез. Оценка, данная этому явлению специалистом по прочности, хорошо знакомым с обычной сваркой [М.А. говорит о В.С.Седых], явилась примером того, как важно в коллективе (или рядом) иметь ученых и практиков разных специальностей.

12 апреля 1961 года на заседании Ученого совета по народнохозяйственному использованию взрыва были доложены результаты – был продемонстрирован образец сваренных взрывом металлов.