Способ изготовления металлических многослойных панелей



Способ изготовления металлических многослойных панелей
Способ изготовления металлических многослойных панелей
Способ изготовления металлических многослойных панелей

 

B23K101/18 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)

Владельцы патента RU 2509638:

Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (RU)

Изобретение может быть использовано для изготовления многослойных металлических панелей в авиакосмическом машиностроении. Осуществляют сборку пакета путем локального соединения листов заполнителя и размещения их между обшивками. Формируют ячейки заполнителя за счет подачи газа под давлением между листами заполнителя и производят диффузионную сварку ячеек между собой и с листами обшивок. В процессе формирования ячеек и сварки инертный газ подают с временной задержкой в течение 30 с при достижении необходимого уровня давления продувки внутренней полости между обшивками и листами заполнителя в процессе нагрева. При достижении необходимого уровня давления между листами заполнителя для предотвращения сварки между ними осуществляют временную задержку подачи газа в течение 30 с. По достижении температуры формирования ячеек заполнителя и сварки осуществляют временную задержку подачи инертного газа в течение 60 с при достижении заданного уровня давления. Способ обеспечивает повышение качества многослойных панелей. 3 ил.

 

Комбинация сверхпластичной штамповки и диффузионной сварки за единичный цикл нагрева (метод SPF/DB) дает возможность коренным образом изменить изготовление конструкций из титановых листов в аэрокосмической промышленности.

Состояние сверпластичности металлов и сплавов характеризуется тремя основными признаками:

- повышенной чувствительностью напряжения течения к изменению скорости деформации;

- высокой устойчивостью течения сверхпластичных материалов, обеспечивающей большой ресурс деформационной способности, благодаря чему относительное удлинение при растяжении таких материалов может достигать нескольких сотен и даже тысяч процентов;

- напряжения течения в состоянии сверхпластичности значительно меньше предела текучести материалов в обычном пластическом состоянии.

Сверхпластичность наблюдается при определенных температурно-скоростных условиях: температурный интервал ограничен температурами начала рекристаллизации (0,4Тпл) и развития собирательной рекристаллизации (0,8-0,9Тпл); оптимальный интервал скоростей деформации для большинства исследованных металлов и сплавов составляет 10°…10-2 с-1.

Одной из важнейших особенностей сверхпластичности является сильная зависимость эффекта от размера и формы структурных составляющих материала, а так же от изменения структуры в процессе деформации. Принято считать, что средний размер зерен в поликристалле, обеспечивающий заметное проявление признаков сверхпластичности, не должно превышать 10 мкм в течение всего времени деформации.

При сверхпластичной штамповке лист нагревается до температуры сверхпластичности в герметичном штампе, затем под действием давления газа лист принимает форму полости штампа. При сверхпластичной штамповке титана для предотвращения окисления этого активного металла применяется аргон.

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом и может быть использовано для изготовления многослойных металлических панелей авиакосмическом машиностроении

Задачей изобретения является повышение прочности соединения панелей путем доведения поверхностей соединения до расстояния между атомами и одновременного пластичного деформирования и диффузионной сварки, а также снижение трудоемкости процесса.

Известен способ изготовления многослойных панелей, при котором листовые заготовки заполнителя собирают в пакет, предварительно соединенные контактной сваркой в определенных местах. Пакет герметизируют по периметру, размещают между листами обшивок, нагревают и производят формовку и сварку заполнителя с обшивками под давлением газа [3].

На фиг.1 показан пакет листов заполнителя в исходном состоянии; на фиг.2 - исходный пакет в штампе; на фиг.3 - готовая панель в штампе.

Указанный способ изготовления многослойных панелей осуществляется следующим образом:

1) Предварительно листы 1 и 2 (фиг.1) заполнителя локально соединяют между собой по пересекающимся зонам 3 и 4, в местах пересечения которых делают сквозные отверстия 5 диаметром, не превышающим половины ширины зоны соединения. Затем на нижней опорной плите 6 (фиг.2) штампа размещают обшивку 7, фиксирующие элементы 8, сваренные листы заполнителя 1 и 2, фиксирующие элементы 9 и другую обшивку 10 и сжимают их верхней опорной плитой 11. Сборку нагревают до температуры сварки. В процессе нагрева в полость между обшивками через газовый коллектор 12 подают аргон под давлением, который через отверстие 5 равномерно распределяется по обеим полостям и через газовый коллектор 13 выходит наружу. С целью предотвращения сварки листов 1 и 2 заполнителя между ними поддерживают незначительное давление путем подачи газа через коллектор 14. При достижении температуры формовки листов заполнителя давление между ними увеличивают и осуществляют формирование ячеек 15 (фиг.2 и 3) и диффузионно их сваривают между собой и с листами обшивок 7 и 10. В процессе формирования ячеек осуществляют контроль избыточного давления в полостях между обшивками и деформируемыми ячейками 15 при помощи манометра 16, установленного на коллекторе 13. Повышение давления в этих полостях означает разрыв зон 3 и 4 соединения и проникновения формующего газа через отверстия в полости. При этом процесс формовки прекращают и производят устранение дефектов. Затем операцию формовки повторяют. Это позволяет повысить качество деталей.

Способ изготовления металлических многослойных панелей осуществляют следующим образом.

Изготовляли многослойную панель из двух обшивок толщиной 1,0 мм и расположенного между ними заполнителя, который формировали из двух листов толщиной 1,8 мм. Материал листов - титановый сплав ВТ23. Листы заполнителя обваривали по контуру, предварительно установив газовый коллектор между ними, и осуществляли локальное соединение по пересекающимся зонам точечной сваркой. В местах пересечения выполняли сквозные отверстия диаметром, равным половине ширины зоны соединения. Собранный пакет нагревали в штампе до 875°C. В процессе нагрева внутреннюю полость между обшивками и листами продували аргоном под давлением 0,2 МПа и производили временную задержку для продувки аргона в течении 30 секунд. Затем для предотвращения сварки листов заполнителя между собой между ними создавали давление газа порядка 1,0 МПа и производили временную задержку в течении 30 секунд. По достижении температуры формовки давление между листами заполнителя повышаем до 1,6 МПа с последующей временной задержкой в течении 60 секунд и осуществляли формирование ячеек заполнителя, соединяя их между собой и с обшивками. В процессе формования осуществляли контроль избыточного давления в полости обшивок, по изменению которого судили о качестве панелей.

Поверхности соединения доводятся до расстояния между атомами путем приложенного давления аргона. Так же должно быть обеспечено достаточное давление, чтобы вызвать течение пластического титанового сплава для заполнения обычных пустот, что происходит именно в этом случае - т.е. при задержке подачи газа происходит выдержка с постоянным уровнем давления. Если давление слишком низкое и не будет временной задержки, то небольшие пустоты останутся на поверхности контакта, и совместная прочность будет меньше, чем максимально получаемая. Приложение давления и временная задержка так же разрушает поверхностные окиси и неровности

После сварки панель охлаждали, не извлекая из штампа, и проводили ультразвуковой контроль панели на предмет наличия дефектов.

Способ изготовления металлических многослойных панелей, содержащих обшивки и расположенный между ними наполнитель, включающий сборку пакета путем локального соединения листов заполнителя и размещения их между обшивками, формирование ячеек заполнителя за счет подачи газа под давлением между листами заполнителя и диффузионную сварку ячеек между собой и с листами обшивок, отличающийся тем, что в процессе формирования ячеек и сварки инертный газ подают с временной задержкой в течение 30 с при достижении необходимого уровня давления продувки внутренней полости между обшивками и листами заполнителя в процессе нагрева, с временной задержкой 30 с при достижении необходимого уровня давления между листами заполнителя для предотвращения сварки между ними, а по достижении температуры формирования ячеек заполнителя и сварки осуществляют временную задержку подачи инертного газа в течение 60 с при достижении заданного уровня его давления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, более конкретно, к способам изготовления полой лопатки вентилятора газотурбинного двигателя (ГТД), состоящей из выполненных из титанового сплава обшивок и заполнителя.

Изобретение относится к способам изготовления слоистых изделий, состоящих из слоев сотовой структуры, а именно тонкостенных титановых сотовых заполнителей для многослойных изделий различной протяженностью с развитой поверхностью контактирования, например сотовых панелей, применяемых в авиационной и ракетно-космической промышленностях.

Изобретение относится к области изготовления слоистых листовых конструкций (панелей) из алюминиевых сплавов методом формовки-сварки и может быть использовано в авиационно-космической промышленности для производства радиаторов системы терморегулирования.

Изобретение может быть использовано для получения трубы методом электрического сопротивления. Перемещаемую металлическую полосу сгибают формующими роликами до получения цилиндрической формы так, что оба ее конца в направлении ширины металлической полосы обращены друг к другу.

Способ может быть использован при соединении контактной сваркой оплавлением железнодорожных стальных рельсов, в частности из заэвтектоидной рельсовой стали с высоким содержанием углерода.

Изобретение относится к способу и машине комбинированной дуговой сварки. Изобретение позволяет достигнуть предотвращение ухудшения ударной вязкости зоны термического влияния за счет поддержания плотности тока газоэлектрической сварки металлическим электродом и дуговой сварки под флюсом в пределах соответствующего диапазона во время сварки стального листа.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению труб из технически чистого титана с радиальной структурой. Для получения трубы из технически чистого титана с радиальной текстурой изготавливают заготовки в виде колец, деформируют с уменьшением толщины их стенок и увеличением их диаметра, а затем сваривают торцами встык с получением трубы.

Изобретение может быть использовано для центровки рельсов в машине контактной стыковой сварки. В зону стыкуемых торцов рельсов вводят манипулятор с расположенными на нем датчиками расстояния и корректируют с помощью сервомеханизмов положение зажатия концов свариваемых рельсов путем их вертикального и горизонтального перемещения.

Изобретение относится к производству сварных труб методом электросопротивления. Перемещаемую металлическую полосу сгибают посредством валков до получения цилиндрической формы с обращенными друг к другу концами металлической полосы в направлении ее ширины и соединяют посредством сварочной установки.

Сварочная головка может быть использована для соединения контактной стыковой сваркой оплавлением крайних участков двух секций рельсового пути. Две полуголовки (10) сварочной головки расположены одна напротив другой с возможностью скольжения одной относительно другой в продольном направлении.

Изобретение относится к машине для контактной стыковой сварки рельсов и может использоваться как при сварке отдельных рельсов, так и при сварке длинных рельсовых секций с предварительным натяжением, а также при ремонте рельсовых путей в полевых условиях.

Изобретение относится к способу и стану для изготовления сварной двутавровой балки. Способ позволяет вести сварку 4-х поясных швов аргонодуговой сваркой за один проход.

Изобретение относится к строительству, в частности к свайным фундаментам, закладываемым в грунты с вечной мерзлотой. Способ включает разделку торцов элементов сваи.
Способ может быть использован для пайки изделий разной сложности, в том числе тонкостенных, из стали и/или из материалов на основе меди или медных сплавов. На паяемую поверхность наносят покрытие из гальванического никеля толщиной 21-30 мкм. Проводят сборку изделий с использованием серебросодержащего припоя толщиной 0,05-2,5 мкм. Предварительный нагрев собранных изделий проводят до температуры 550-800°С в вакууме 1·10-2 - 2·10-3 мм рт.ст. с выдержкой в течение 30-40 минут. Осуществляют последующий нагрев до температуры пайки, составляющей 650-950°С, с выдержкой в течение 6-10 минут. Затем быстро снижают температуру до 600°С и проводят охлаждение спаянных изделий вместе с печью. Способ позволяет снизить окисление поверхности паяемого материала, исключить изменения в его структуре, минимизировать деформацию. 1 табл., 3 пр.
Наверх