Способ изготовления диффузионной сваркой многослойных панелей

 

Изобретение относится к сварке давлением , в частности к диффузионной сварке многослойных панелей, и может быть использовано в авиационной и машиностроительной промышленностях. Цель - упрощение процесса, повышение качества и эксплуатационных свойств панелей. На участки листовых заготовок, не подлежащие сварке, наносят материалы, KOTOpiJc при температуре выше температ ры их диффузионной сварки взаимодействуют со свариваемыми материалами. Образуется ,;ткоплавкое химическое соединение (JlXt;), а формование сваренного пакета с)с :цсствляется при температуре образования зкяч) ЛХС. Наносят металлы, которые ири взаимодействии с материалом обшивок и.1и липолнителя образуют ЛХС эвтектическсм-о ; и па. Легкоплавкая эвтектика послед11(1х да ляется в процессе высокотемиературног:) отжига без нарушения структуры основ кмч; материала. Температура образования .lei Ko- плавкой эвтектики с материалом обшиис к или заполнителя соответствует температуре преимущественной деформации .а ю,,- нителя. При этом упрощается наиосеи1;о иокрытия, исключается попадание иакосимого материала в зону сварки, снижаются то)- мические напряжения. В зоне coe.iHHt Hiii получается однородная структура. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК

„„SU,» 1397225

А1 (58 4 В 23 К 20 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4150183/31-27 (22) 24.11.86 (46) 23.05.88. Бюл. № 19 (71) Институт проблем сверхпластичности металлов АН СССР (72) В. К. Бердин и И. В. Казачков (53) 621.791.66 (088.8) (56) Патент США № 3854194, кл. В 23 К 31/02, 17.12.74.

Патент США № 4029254, . кл. В 23 К 31/02, 14.06.77. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКОЙ МНОГОСЛОЙНЫХ

ПАНЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к сварке давлением, в частности к диффузионной сварке многослойных панелей, и может быть использовано в авиационной и машиностроительной промышленностях. Цель — упрощение процесса, повышение качества и эксплуатационных свойств панелей. На участки листовых заготовок, не подлежащие сварке. наносят материалы, которые при температуре выше температуры их диффузионной сварки взаимодействую(со свариваемыми материалами. Образуется .» (коплавкое химическое соединение (,,1ХС), а формование сваренного пакета осу цсствляется при температуре образования э((п о

ЛХС. Наносят металлы, которые II@II вз;:имодействии с материалом обп;ивов I(.(» заполнителя образуют ЛХС эвтектическ(г( па. Легкоплавкая эвтектика послед»пк :(,. ляется в процессе высокотем пера т у р п(н.. отжига без нарушения структуры осповп(: о материала. Температура образован(я лсгк()плавкой эвтектики с материалом обп(пв(. или заполнителя соответствует I смпсратуре преимущественной деформации .:апо,,— нителя. При этом упрощается нансссп»(по- ф крытия, исключается попадание EIанос(мо;( материала в зону сварки, снижакгг я тор- (/® :, мические напряжения. В зоне соси»не»»;. получается однородная структура. 3 з.». ф-лы, 2 ил.

1397225

Изобретснис огг осится к сварке давлением, в частности к диффузионной сварке многослойнгях панслей, и может быть использовано в авиационной и машиностроительной промышленностях.

Цель изооретения -- упрощение процесса, повышение качества и эксплуатационных свойств панелей.

На фиг. 1 показал штамп с пакетом листовых заготовок панели перед дифсрузионцой сваркой; на фиг. 2 — то же, после формования пакета.

Способ осуществля от следующим образом.

На участки 1 листовых заготовок обшивок 2 и заполнителя 3, не подлежащие соединению, наносят антиадгезионный материал 4, образующий со свариваемыми материалами гри температуре. выше температуры сварки, легкоплавкое химическое соед1г не н ие.

В частном случае берут материал, образующий соедиггение эвтектического типа.

В данном случае берут материал, температура образования легкоплавкой эвтектики которого соответствует температуре преимущественной деформации заполнителя. С целью повышения эксплуатационных свойств панелей их отжигают и берут материал, легкоплавкая эвтектика которого в процессе отжига рассасывается. Обшивки 2 и заполнитель 3 собирают в пакет, герметизируK)T его по периметру ко гтактнойг шовной сваркой и устанавливают его между элементами 5 штампа.

Герметизацию пакета можно осуществить обжатием между элементами 5 штампа.

Далее цггамп устанавливают в контейнер с защитной средой или вакуумную печь («e показаны), нагревают до температуры диффузионной сваркой и производят сварку путем подачи газа в полость 6 штампа по трубопроводу 7. После сварки давление в полости 6 штампа снижают до атмосферного, а сваренный пакет подвергают раздаче путем подачи газа в его полость 8 через трубопровод 9 (фиг. 2), при этом температуру повышают до образования легкоплавкой эвтектической композиции материала заготовок и антиадгезионного материала.

Получение панели происходит за счет частичного расплавления поверхностей обшивок и заполнителя на участках, не подлежащих сварке.

После формования панели до требуемой формы давление в полости 6 снижают до атмосферного и производят отжиг до полного рассасывания легкоплавкой эвтектики.

Далее температуру снижают до комнатной, штамп или контейнер удаляют из печи, разбирают и извлекак.т готовую панель. В качестве антиадгезиопного материала используют металлы, наносимые на поверхности листовых заготовок путем электроосаж10

55 де гия либо в виде фольги. В частности при изготовлении панелей из титановых сплавов:-гспользуют медь или никель.

Использование антиадгезионного материала, образуюгцего со свариваемыми метариалами при температуре, выше температуры сварки, легкоплавкое соединение химического или эвтектического типа с последувцгим формованием пакета при этой температуре упрощает процесс за счет упрощения нанесения антиадгезионного материала и повышает качество панелей за счет исключения попадания антиадгезионного материала на участки, подлежащие сварке.

Использование материала с температурой образования эвтектики, соответствуюгцей температуре преимущественной деформации заполнителя также упрощает процесс за счет снижения усилия формования сваренного пакета и позволяет повысить качество панелей за счет исключения ра:грывов и утонения стенок заполнителя.

Использование материала, легкоплавкая эвтектика которого в процессе последующего отжига рассасывается, позволяет получить в зоне соединения однородную структуру и снизить температурные напряжения, что повышает эксплуатационные свойства панелей.

Лри ггер. Изготавливают многослойную панель из трех листов размерами 210к 250Х

X 20 лгм из титанового сплава ВТ14 обшивки и ВТ -60 — — заполнитель. Толщина листов заготовок обшивок 0,8 мм, а толщина заполнителя 1,О мм.

На участке листовой заготовки заполнителя, не подлежащем сварке,с обеих сторон закрепляют тита новую фольгу толщиной

0,1 мм, на которую предварительно гальваническим способом наносят технически чистуго медь из условия 5 10 кг,/см- . Титановую фольгу закрепляют точечной сваркой.

Использование меди в качестве материала, который образует с титаном химическое соединение, вызвано тем, что Сп образует с Vl легкоплавкую эвтектику системы Тг — -Сц при температуре T=-1198 К, при этом диффузионную сварку производят при

T= 1133 К (температура сверхпластической деформации ВТ--14), а формовку сваренного пакета производят при Т=1198 К (температура сверхпластической деформации ВТ--6С) . Эвтектика системы Тг — Cu растворяется в титановых листах в процессе последующего отжига без нарушения структуры этих листов.

Листовые заготовки обшивок и заполнителя собирают в пакет, герметизируют по контуру контактной шовной сваркой, затем устанавливают в штамп, зажимают по периметру, герметизируя полость штампа, и нагревают до температуры сварки Т=1133 К.

Сварку осуществляют в течение 80 мин, подавая аргон под давлением Р=2,0 МПа в полость штампа. После сварки давление

1397225

После охлаждения до комнатной температуры штамп разбирают и извлекают готовую панель.

Формула изобретения

1. Способ изготовления диффузионной сваркой многослойных панелей, состоящих из обшивок и заполнителя, при котором на участки листовых заготовок обшивок и заполнителя, не подлежашие соединению, наносят антиадгезионный материал, зааргона снижают до атмосферного, а сваренный пакет подвергают формованию, подавая аргон под давлением Р 0,24 МПа и одновременно повышая температуру до T=1198 К.

В момент образования легкоплавкой эвтектики происходит раскрытие пакета и формование панели до требуемой-формы.

Последующий отжиг при температуре

T=1173 К в течение 180 мин обеспечивает рассасывание легкоплавкой эвтектики.

10 готовки собирают B пакет, нагреваюг, сдав; ливают, а после сварки производят формование сваренного пакета до требуемой формы, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качества панелей, берут антиадгезионный материал, образующий со свариваемыми материалами при температуре выше температуры сварки легкоплавкое химическое соединение, а формование пакета ведут при этой температур ..

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что берут материал, образующий соединение эвтектического типа.

3. Способ по п. 1, отли .ающий ея тем, что берут материал, температура образования легкоплавкой эвтектики которого соответствует температуре преимущественной деформации заполнителя.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств панелей, их отжигают и берут материал, легкоплавкая эвтектика которого в процессе отжига рассасывается.

1397225

Составитель Т. Олесова

Редактор H. Лазаренко Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 2288/13 Тираж 921 Подписное

BHHHI Ill Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Рву шская наб., д. 4/5

ГIроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4