Способ сварки многослойных композиционных материалов

Способ сварки многослойных композиционных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

523 i 71 ах трудно добиться полной очистки упрочителя 2 от матрицы 1. Дл этого еще тре-, i уется дополнительный кропотливый слесар1ый труд.

Химический способ осуществляется погру-l 5

I вкением кромок композиционного ма-.ериала,:

4,;;,г

)I . водный раствор едкой щелочи. По этому"

"пособу достигается практически полное даление матрицы с упрочнителя, но npogecc идет медленно и большие трудности „)Q встреч.-;;отея в достижении равномерного ! стравливания и собственно получением задан !

1ной глубины удаления матрицы.

Комбин 1рованный способ включает удале нио 1;1а.:рицы при помощи механизированногс( металлорежушего инструмента, а оставщие- ся участки матрицы с поверхности упрочни -, теля стравливаются.

Псковic такой подготовки на кромку наплавляеlcÿ титан и затем эти кромки сВерНВВ» i,9) ются вс тык.

Проведены сравнительные испытании сп соСа сварки. Опыты проводились на трехслф-, НоМ материале толщиной 6 мм, состоящем иэ двух наружных слоев титана ВТ-1-0 и 5 матрицы — сплава Q-20. Толщины слоев бь и .111; и;»;1м pHO OfiiIHQKOBbl H составили IIO . M

<Х .х:11ы свар11вали аргонодуговой сваркой, 1

Rol пяплавкой кромок

1к . к1авящимся электродом с предваритель- I

ПО одному варианту кромки были торцов; ны под прямым углом, а по второму доцолн11тельно была удалена матрица на гпубт.чу 2,5 мм.

Из сварных соединений были изготовле- Ж !

НЬ Обраэцьг дпя цСПЫтаиня На разрЫВ И удар-, я . вязи,:„-г1,. По обоим вариантам сварки пр:здел прочности образцов при растяжении с«с1авлял 32 35:кг/мм, а ударная вяз- кость Образцов, свареннь|х без удаления матI рицы перед наплавкой, — 0,8-1,0 кг/см

У образцов, сваренных с предварительно удаленной матрицей, эта величина составила от

13,8 до 22,.5 кгмlсм .

Сваривались также стыковые соединени (45 компо иционного материала толщиной 18мМ..

Предварительное удаление матрицы перед нацлавкой к11эмок 1итаном не только улучшает мех;щические свойства сварных соеди-,50 и::..:Ы. 0< обенпо это Ощущается, когда в качс :с 1 во !ъl.ттришл ис цольэу1отся алюмие111евые1, сп 1,юы, легцровашгые легко исцаряюшими-, ко1л1ь11еп 1 «1лп. Если предварительно не у.,;: П1i КроМОК Матрицу, fO B СОПрнКОС116-,М в..111ш:. «; сli, 1а11т1О1шым титаном происходи 1", 1

ill 1".,::."ill-: 1. и ре" lif B алюмиццевОГО распла = ..i с ..- .; кого llñ.р грева между этим i:lc.1.1авО;,1 и тп, п1овой каплей соэдаетсябоч!.— !l,s ДЙЬ. П.!П1(ll . POB Л :. i HßIOIIIÈÕ ЭЛЬГЛЕН1 OB, Е под действием которо1 о расплавляемый прис адочны и метал 1 ре. 6 pecbi Bee fc H Bo Bce cTGроны, что может привести к иесчастшлм случаям, Удалением матрицы Не глубину 6 (1 2 ) 5) Д обеспечивается спокойное протекание процесса сварки беэ раэбрыэги-1 вания.

Пример 1, 13-слойный компоэици онный материал толщиной 17 MM состоящий из 7 слоев матрицы — алюминиевого сплава В 48-4 толщиной 1,5 мм и 6 слое упрочнителя толщиной 1 мм, сваривается в . такой последовательности. Кромки металла, торцуются под прямым углом. С них удаля

1 ется матрица ха глубину 2-0,2 мм, Поверх матрицы в месте выбранных пазов уклады.- вается титановая проволока ВТ-1-0 диамефром. 2 мм. Наплавка кромок производится постоянным током прямой полярности с по дачей в дугу дополнительной присадочной проволоки той же марки. При этом одновре менно сплачиваются. слои упрочнителя и ул -.

1 женная проволока.

Режим наплавки: диаметр вольфрамового электрода 2 мм., диаметр присадочной проволоки 2 мм, сварочный ток 90-100 А, расход аргона 15-18 л/мин.

Этот режим обеспечивает слой наплавле 1I ного металла толтциной 3-4 мм. Заготовки с наплавленными кромками собираются встык1

t с зазором 6-7 мм и сварива1отся по обычной технологии сварки титана со щелевой разделкой кромок. Режим сварки соответствует режиму наплавки за исключением. д1 аметра вольфрамового электрода, равного

3 мм, и величины сварочного тока - 120140 А.i

Пример 2. Композиционный материал того же строения толщиной 34 мм..ва-, ривоется согласно описанной последователь ности. Поскольку у него толщина матрицы составляет 2,5 мм, ее выбирают на глуби- ну 3,0-3,5 мм, Перед наплавкой в месте выб раиных пазов уклады ваетс я титановая проволока диаметром 3 мм, Режим наплавки арг Онодуговым методрц диаметр вольфрамового электрода 3 мм., диperp присадочной проволоки 3 мм, сварочный ток 100-110 А, расход аргона 15 18 л/глин.1

Такой режим обеспечивает слдй наплавленного металла толщиной 4-5 :лм.. Затем заготовки с наплавленными кромками собираются встык с зазором 8-10 мм и свариваются по обычной технологии сварки титана со шелевой разделкой 1ромок, Режим свар ки соответствует наплавоч11ому за искл1эче- нием Be III IHHbi cBQpo"IIiof o f oKB — 1 40

170 A. .

Составитель Г. Тютченкова

Техред, 11. Ковач " -Корректор А. Гриценко

Редактор И. Бродская

Заказ 1991 /420 Тираж 1178 Подписное

Ц11ИИПИ 1осударственного комитета Совета Миппстров СССР.по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уж эрод, ул. Проектная, 4

Пример 3.:1 Л"-слойнь>>! кот. но:.>иннонньй материал толщиной 18 мм, состоящий из 6 слоев матрицы — алюмннневот о спла-, > ва Д-20, 5 слоев упро нштеля — титаново > . го элиава В -:15 и !!лакированный с двух сторон техническим титаном марки ВТ-1-С}, сваривается в такой последовательности.

Кромки торцуются под пряме Гм углом, С н1 х удаляется матрица на глубину 2+0,2 мм.

Наплавка кромок производится вольфрамо.;вым электродом в аргоне с подачей приса дочной проволоки. Дуга при этом концентр.;руется на присадочном материале.

Режим. наплавки: диаметр вольфрамового электрода 3 мм, диаметр присадочной пров 15 оки 2 мм, сварочный ток 90-100 А, рас>ход аргона 15-18 л мин.:

Такой режим, обеспечивает слой наплав ленного металла толщиной Э-4 мм, Заготов . ! рси с наплавленньгли кромками собираются

1встык с. зазооом. 6-7 мм и свариваются по

1 ,обычной технологии сварки титана со шелевой разделкой кромок, Сварочный ток при этом. увеличен до 120-140 А.

Способ сварки. позволяет применить мно- гослойные композиционные материалы для ! ,изготовления конструкций, при этом. без ка- ких-либо дополнительных конструктивных офрр:млений может быть обеспечена. прочность сварных соединений на уровне прочности са- 30 лтого упрочнителя композиционного материала, ч>то составляет п1» " >> "1>!l > О.и > го нроч-!

;ности. -Дополнительным конструктнвш.:л оформленнем, например, при помои.! уснлгнняшва ! л ожст быть достигну га и равно>рочность

1сварных соединений по отношеннк.. к основ- ному металлу. !

Создание описанной технологии сьаркн

,многослойных компазиционных материалов !

:позволяет уверенно применять шюгослойные композиционные материалы, состоящие из !

1сплавов титана и алюминия, в корпусных кон1 ,струкциях кораблей, морских приборов н ап-. .паратов, В свою очередь это обусловливает,,снижение веса корпуса при сохранении и да1 ! ! же увеличении его жесткости и других паI раметров.

Формула изобретения !

Способ сварки многослойных композиционных материалов, состоящих из чередующихся слоев матрицы-алюминия и его спла-! вов и упрочнителя — титана и eFO сплавов,:, включающий предварительную наплавку кро;-! мок матрицы, о т л и ч а ю щ и Й с я теМ, что, с целью повышения механических свойств сварных соединений, перед наплавкой кро>мок удаляют ;слой матрицы на глубину 1,21,5 от толщины слоя матрицы, а наплавку и последующую сварку ведут:с присадкой из соответствующего титанового сплава.