Способ диффузионной сварки

 

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении многослойных панелей. Целью изобретения является повышение качества панелей. На участки листовых заготовок, не подлежащие сварке, наносят слой тугоплавкого вещества, препятствующего соединению. На него дополнительно наносят слой вещества, также препятствующего соединению, из материала менее прочного при температуре сварки. Защитное покрытие можно наносить на фольгу, используемую в качестве элемента, предотвращающего соединения, на одну или обе ее стороны. Затем листовые заготовки собирают в пакет, устанавливают в оснастку, нагревают до температуры сварки и сдавливают. После сварки осуществляют формование пакета. В процессе формования пакета благодаря низкой прочности дополнительного слоя происходит легкое отделение несвариваемых участков, исключающее их деформирование, благодаря чему повышается качество панелей. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке, и может быть использовано в различных областях машиностроения при изготовлении многослойных панелей. Целью изобретения является повышение качества панелей. На фиг.1 показана схема сварки листовых заготовок; на фиг.2 - часть листовой заготовки с нанесенными слоями вещества, препятствующего соединению; на фиг.3 - фольга с нанесенными на ее поверхности слоями вещества, препятствующего соединению; на фиг.4 - схема формования панели после сварки. Способ осуществляют следующим образом. На участки 1 листовых заготовок 2 и 3 (фиг.1), не подлежащие сварке, плазменным напылением наносят слой 4 тугоплавкого вещества (фиг.2), препятствующего соединению, на него - дополнительный слой 5 вещества, также препятствующего соединению, из материала менее прочного при температуре сварки. В случае использования фольги для предотвращения сварки берут фольгу 6 (фиг. 3) из материала с температурой плавления выше температуры сварки. Двухслойное защитное покрытие наносят на обе или одну ее поверхности, разрезают ее на полосы и закрепляют их контактной сваркой на внутренних заготовках 3 в местах, не подлежащих сварке. Затем листовые заготовки собирают в пакет, устанавливают его в оснастке 7 и герметизируют его по периметру сварным швом 8. Предварительно на участках, не подлежащих сварке, выполняют отверстия 9. Затем пакет нагревают до температуры диффузионной сварки, по трубопроводу 10 подают аргон под давлением и сваривают листовые заготовки пакета в местах, не защищенных веществом, препятствующим сварке. После сварки давление снимают и газ подают по трубопроводу 11 (фиг.4) в полость пакета, осуществляя его формование до требуемой формы. Затем пакет охлаждают и извлекают из оснастки. Дополнительно нанесенный слой вещества, препятствующий диффузионной сварке, надежно удерживается шероховатым плазменно-напыленным нижним слоем, что исключает его осыпание и отслаивание во время сборки пакета заготовок, помещения его в формообразующую оснастку и нагрева до температуры диффузионной сварки. После проведения диффузионной сварки участки листовых заготовок, на которые нанесено двухслойное защитное покрытие, благодаря малой прочности дополнительного защитного слоя легко раздают при подаче газа под малым давлением в начале газостатического формования. Это исключает разрыв формующихся участков листовых заготовок, что улучшает качество многослойных панелей. Применение фольги с двухслойным покрытием, нанесенным на одну или на обе ее стороны, исключает неизбежное при плазменном напылении упрочнение участков листовых заготовок, подлежащих деформации в условиях сверхпластичности при газостатическом формовании. Это позволяет увеличить строительную высоту панелей, что также улучшает их качество. П р и м е р. Изготавливают четырехслойную панель гофрового типа из титанового сплава ВТ-14 с толщиной обшивок и внутренних листов 0,6 мм. На не подлежащие диффузионной сварке с внутренними листами участки листовых заготовок обшивок и с обеих сторон фольги из ВТ-14 толщиной 20 мкм наносят плазменным напылением слой толщиной 100 мкм, представляющий собой металлидное покрытие из порошка ПН85Ю15 по ТУ14-1-3282-81, содержащее химическое соединение никеля с алюминием и препятствующее диффузионной сварке титановых сплавов. В процессе плазменного напыления происходит упрочнение материала обшивок на участках, не подлежащих сварке как за счет обладающего малой пластичностью плазменно-напыленного слоя, так и за счет температурного воздействия плазменной струи, приводящего к росту зерна в микроструктуре материала обшивок на этих участках и соответственно к ухудшению сверхпластических свойств. На плазменно-напыленный слой напыляют аэрографическим способом дополнительный слой, препятствующий диффузионной сварке, содержащий, мас.%: Нитрид бора 10 Поливиниловый спирт 7 Вода Остальное Дополнительный слой наносят толщиной 100 мкм в четыре перехода с промежуточной просушкой при 100^оС. Затем фольгу раскраивают, прикрепляют точечной контактной сваркой к одному из внутренних листов на участках, на которых необходимо предотвратить диффузионную сварку внутренних листов, и выполняют отверстия 8, предназначенные для выравнивания давления между полостями панели во время газостатического формования. После этого листовые заготовки обшивок и внутренние листы собирают в пакет, устанавливают трубопровод и герметизируют пакет по периметру сварным швом. Затем пакет устанавливают между полуматрицами и нагревают до 850^оС. При этом по мере нагрева пакета заготовок до 200^оС происходит полное разложение поливинилового спирта, содержащегося в дополнительном слое, на газообразные продукты, которые удаляются из полости пакета вакуумированием через трубопровод. В результате разложения поливинилового спирта дополнительный слой теряет прочность и удерживается от расслоения и осыпания за счет шероховатости плазменно-напыленного слоя и возникающего при вакуумировании внутренней полости пакета сдавливания заготовок пакета внешним атмосферным давлением на обшивки. После достижения пакетом 850^оС в полости полуматриц через каналы подают в течение 45 мин аргон под давлением 20 ати, осуществляя тем самым диффузионную сварку заготовок пакета между собой по участкам, где отсутствует защитное покрытие. Затем аргон из полостей полуматриц стравливают и подают через трубопровод аргон под давлением 1 ати в полость пакета заготовок. При этом дополнительный слой благодаря низкой прочности, приобретенной им после разложения поливинилового спирта, легко расслаивается, давая возможность начинать газостатическую формовку с низкого давления формующего газа и исключая тем самым разрыв деформируемых в условиях сверхпластичности участков внутренних листов, что улучшает качество панелей. Газостатическое формование производят постепенно, увеличивая давление аргона до 20 ати. При этом упрочненные во время плазменного напыления участки обшивок практически не деформируются, что исключает образование складок на поверхности обшивок и улучшает качество панели. Благодаря использованию фольги с двусторонним защитным покрытием исключено плазменное напыление на внутренние листы, что позволяет избежать ухудшения сверхпластических свойств формующихся участков и увеличить строительную высоту панели, что улучшает ее качество. После окончания газостатического формования полуматрицы охлаждают и извлекают готовую панель.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ, при котором на участки заготовок, не подлежащие сварке, плазменным напылением наносят слой тугоплавкого вещества, препятствующего соединению, отличающийся тем, что, с целью повышения качества панелей, на слой тугоплавкого вещества дополнительно наносят слой вещества, также препятствующего соединению, из материала менее прочного при температуре сварки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что слои вещества, препятствующие соединению, предварительно наносят по крайней мере на одну сторону фольги из материала с температурой плавления выше температуры сварки, которую закрепляют на участках, не подлежащих соединению.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 07.05.1996

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002

Извещение опубликовано: 27.12.2002        

---