Способ изготовления сварной тонкостенной профильной заготовки

Способ изготовления сварной тонкостенной профильной заготовки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

«i> 6I7226

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресаублик (Glj Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.04.77 (21) 2475025/25-27 с присоединением заявки 1че— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.78. Бюллетень №28 (45) Дата опубликования описания Об.07.78 (51) М.Кл В 23 Р 3/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.771.8 (088.8) (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОЙ

ТОНКОСТЕННОЙ ПРОФИЛЬНОЙ ЗАГОТОВКИ

Изобретение относится к области металлургии, в частности, сварке металлов давлением, и может быть использовано при:изготовлении тонкостенных, например Y-, Х-образных, тавровых и двутавровых профильных заготовок из легкоокисляющихся материалов, Известны способы изготовления полых профилей биметаллических .переходных соединений, теплообменников, включающие .сборку:и сварку давлением пакета с наполнителем и последующее удаление наполнителя (1).

Недостатком способа является невозможность изготовления сварных тонкостенных профильных заготовок из легкоокисляющихся материалов из-за практической неприменимости огнеупорного материала, например, матнезитового порошка в,качестве наполнителя при сварке давлением путем высокотемпературной прокатки в вакууме легкоокисляющихся материалов вследствие загрязнения вакуумной си|стемы, особенно насосов, частицами наполнителя и взаимодействия его с основным материалом, сопровождающееся охрупчиванием поверхностных слоев, непригодности метода обкатки для тонкостенных пакетов в виде дисков, недопустимости применения наполнителя в виде пасты, состоящей из порошка цинка или цинкового спла|ва и жидкого связующего вещества при вы сокотемпературной сварке давлением, особенно в вакууме, например, титанового сплава, кроме того, при таком наполнителе трудно обеспечить предохранение свари ваемых участков от попадания в них разделительной пасты.

5 Наиболее близким по технической . сущности к изобретению является способ изготовления металлических элементов слоистой конструкции, предусматривающий оборку пакета, состоящего из двух симметричных элементов, которые имеют металлические пластины, боковые грани и ребра, элементы устанавливают один напротив другого, в полость между ними вводят:металлический наполнитель, далее пакет помещают в обжимную оболочку, заклинивают наполнителем, накрывают крышкой, после чего cBBpHIB310T давлением путем .прокатки за несколько проходов, а затем удаляют наполнитель, например, растворением в .кислоте (2).

20 Основной недостаток этого опособа заключается в необходимости удаления наполнителя, например, растворением в кислоте, связан-. ного с применением специального химического оборудования и реактивов, а также большая

25 длительность процеоса. Кроме того,,пакет имеет сложную конструкцию с различными по конфигурации элементами.

Целью изобретения является упрощение операций удаления наполнителя и сборки паЗ0 кета.

617226

Это достигается тем, что из свариваемых давлением материалов собирают пакет, состоящий из двух листов основнаго материала, между. которыми по всей площади размещают листовые прокладки из того же материала и металлический наполнитель, причем толщину наполнителя берут равной 0,7 — 0,9 от толщи,ны прокладки при отношении толщин прокладки и пакета равном 0,2 — ОД затем, пакет нагревают и прокатывают в вакууме с относительным обжатием 20 — 23%.

В полученной таким образом слоистой заготовке величина относительного обжатия на участке с наполнителем меньше по абсолютном у значению на 5 — 15%, чем на участке с прокладкой, продеформированном с обжатием 20 — 23%. Вследствие этого прочностьсцепления основного материала с наполнителем оказывается значительно ниже прочности соединения материала:с прокладкой, так как обжатие пакета на 5 — 15% в вакууме обеспечивает лишь предварительное соединение материалов. В то время как на участке заготовки с прокладкой обеспечивается практически максимальная прочность сцепления материалов. Известно, что повышение обжатия свыше 20% фактически не отражается на прочности сцепления сваренных давлением в вакууме слоев материалов.

Следует отметить, что в предлагаемом способе оборка пакета значительно проще, чем в случае прототипа, благодаря меньшему числу собираемых элементов и более простой их конфигурации.

Наполнитель удаляют механическим путем отрыва от основного материала, а освободившиеся от наполнителя элементы отгибают на задаяный угол в зависимости от типоразмера профильной заготовки.

При необходимости с целью оптимизации структуры и свойств материала профильной заготовки применяют термическую обработку по известным режимам, При сборке пакета нецелесообразно толщину наполнителя брать менее 0,7 от толщины прокладки, так как это приведет к большой неравномерности деформа ции пакета и нарушению формы заготовки. При толщине наполнителя более 0,9 от толщины прокладки не обеспечивается необходимая разница в обжатиях участков заготовки с наполнителсм и без него, а следовательно, и в прочности сцепления материалов. В свою очередь толщина прокладки и толщина пакета должны находитьея в определенной зависимости, которая выражена их отношением и изменяется в пределах 0,2 — 0,5. Такое ограничение вызвано тем, что не любое соотношение толщин слоев в пакете может обеспечить устойчивость процесса прокатки и заданную величину обжатия на различных участках профильной заготовки.

Основанием для указанного ограничения толщины наполнителя и отнощения прокладки и .пакета послужила серия экспериментов при

|изготовлении различных профильных заготовок.

55 бО

Пример 1. На вакуумном прокатном стане при температуре 900 С с обжатием 20% прокатывают сборный пакет, состоящий из двух листов размерами 1;5Х40Х200 мм титанового сплава марки ОТ4, между которыми по всей площади расположена прокладка размерами 1,5Х10Х200 мм из того же сплава и на.полнитель размерами 1,2ХЗОХ200 мм в виде листа из стали марки Ст. 3. Указанные размеры листов рассчитаны после того, как толщину наполнителя .принимают равной 0,8 от толщины прокладки, а отношение толщины прокладки к толщине пакета 0,,33. После прокатки получают заготовку, у которой обжатие на участке с прокладкой составляет 20%, а на участке с наполнителем 14%. Наполнитель удаляют путем отрыва его от титанового сплава, а освободившиеся от наполнителя части заготовки отгибают в противоположные стороIHbI на угол l20 . iB результате избoTolBJIBHa Y-образная про|фильная заготовка.

Пример 2.,Пакет, состоящий из двух листов размерами 1,6Xi80X 300 мм апла ва ма рки ВТ6с, между которыми расположена вроклад ка размерами 2,8ХЗОХЗОО мм из сплава мар ки,ВТ6с и по обе стороны от нее наполнитель в виде листа размерами 2,0Х25Х

ХЗОО мм из стали марки Ст.3 п1рокатывают на вакуумном прокатном стане |при температуре

900 С с обжатием 23%. При этом толщину наполнителя берут 0,7 от толщины прокладки, а отношение толщины прокладки к толщине пакета — 0,47. Заготовка яа участке с напол нителем получает обжатие 11%.

После удаления наполнителя путем отрыва его от основного материала освободившиеся части профильной заготовки отгибают в проти воположные стороны на угол 30, в результате чего получают Х-образную профильную заготовку.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет .изготовить:из легкоокисляющихся материалов, например сплавов титана, тонкостенные профильные заготовки различной толщины, в том числе менее 0,5 мм, получение которых другими способами связано с большими трудностями или практически невозможно.

Изготовленные заявляемым способом:сварные тонкостенные, профильные заготовки, характеризующиеся мелкозернистой структурой и высоким комплексом свойств, присущих деформированному материалу, рекомендуются для производства ширакой номенклатуры деталей и сборочных единиц, к которым предьявляются требования по жесткости и удельной прочности, Профильные заготовки находят применение,во мнагих отраслях промышленности, например, химической, авиационной, машиностроительной в качестве конструкционных элементов.

Формула изобретения

Способ изготовления сварной тонкостенной ,профильной заготовки, преиму щественно Y-, Х6)7226

Составитель Н. Кулакова

Техред И. Михайлова Корректор В, Гутман

Редактор Л. Чепайкина

Заказ 437/713 Изд. № 529 Тираж 1263

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35„Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Тип. Харьк. фил. пред. «Патеичь образной, тавровой и двутавровой из легкоокисляющихся материалов, включающий сборку пакета путем установки между двумя листами основного материала, по всей их площади листовых прокладок из того же материала и металлического наполнителя, горячую прокатку пакета в вакууме, удаление наполнителя, отл и чающий ся тем, что, с целью упрощения операции удаления Hàпол нителя, наполнитель берут толщиной 0,7 — 0,9 от толщины .прокладки при отношении толщины прокладки и пакета 0,2 — 0,5, и проиатывают пакет с относительным обжатием 20 — 23%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 159783, кл. В 23 P 3/02, 1964.

2. Патент Франции № 2149990, кл. В 23 P

1О 3/06, 1973.