Способ изготовления металлическихемкостей

Способ изготовления металлическихемкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ п11848128 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 123.079 (21) 282б794/25-27 с присоединением заявки М2— (23) Приоритет

Опубликовано 230781 Бюллетень Й9 27

Дата опубликования описания 230781 (51)М. Кл.з

В 21 D 51/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

РЗ) УАК б21. 73 (088.8) О.A.Êàéáûøåâ, Ю.К.Колечкин, О.Ю.Ефимов и Б.В.Родионов -! (72) Авторы изобретения

Уфимский авиационный институт им. Орджонйкидзе (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ЕМКОСТЕЙ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления круглых в поперечном сечении металлических емкостей.

Известен способ изготовления металлических емкостей, круглых в поперечном сечении, включающий сварку встык по контуру поперечного сечения емкости заготовок,.нагрев зоны сварного шва до температуры сверхпластичности и деформирование путем относительного поворота сваренных частей плоскости сварного шва на угол 3545о со скоростью 0,014-0,017 рад/с в изотермических условиях 1(. .Недостатки известного способа состоят в невысоком качестве получаемых емкостей ввиду возникновения окисления их внутренних стенок в процессе изготовления, а также воэможнос ти образования в зоне деформации емкости складок и системы гофров.

Цель изобретения — повышение качества,емкостей за счет устранения окисления внутренних стенок емкостей в процессе деформирования и Предупреждения образования складок и гофров в зоне деформации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления металлических емкостей, круглых в поперечном сечении, включающем сварку встык по контуру поперечного сечения емкости, нагрев эоны сварного шва до температуры сверхпластичности и деформирование путем относительного .поворота сваренных частей в плоскости сварного шва на угол 35-45 со скоо ростью 0,014-0,017 рад/с в изотермических условиях, перед нагревом зоны сварного шва емкость вакуумируют до степени разряжения 10 " — 10 о мм рт.ст. и заполняют инертным газом, например аргоном, при давлении 1

5 атм. При этом полностью удаляются кислород и азот, которые активно реагируют при высоких температурах с материалом, из которого выполнена емкость, кроме того, в условиях вакуу20 ма иэ титана хорошо удаляется водород.

Вакуумирование емкости менее чем до 10=" мм рт.ст. не предохраняет от окисления, а более чем до 10 мм. осуществить и поэтому нежелательно. Если за- готовки обрабатывают химическим или элеКтрохимическим способами, то вакуумирование полости емкости снимает

30 возможное наводораживание металла

848128 емкости, что повышает эксплуатационные свойства.

Операция наполнения полости емкости инертным газом при давлении 1

5 атм введена по следующим причинам.

Несмотря на водоохлаждаемые прокладки основной металл емкости может прогреться до 100-200 С, а так как вакуумные уплотнения обычно изготавливают из нетермостойкой вакуумной резины, возможно нарушение вакуума и окисление внутренней поверхности емкости, кроме того, сохранение вакуума в процессе деформирования емкости технически сложно. Наполнение емкости аргоном при атмосферном или повышенном давлении позволяет упростить конструкцию уплотнений, а возмож. ную утечку аргона легко восполнить.

Следует отметить, что при осуществлении способа доджен применяться чистый аргон, без примеси кислорода и азота, с которыми титан при высоких температурах активно взаимодействует.

Кроме того, подача аргона в емкость под повышенным давлением создает внутренний подпор, а так как в условиях сверхпластичности металл имеет низкие прочностные свойства, в зоне деформации образуется объемное напряженное состояние, более благоприятное для пластической деформации чем плоское, возникающее при кручении. Наличие внутреннего подпора препятствует образованию складок и гофров в зоне деформации, кроме того, если гофры образовались их устраняют путем повышения давления в емкости..

Понижение давления аргона в емкости ниже атмосферного сильно усложняет осуществление способа, а так как металл в состоянии сверхпластичности имеет очень низкие прочностные свойства, повышение давления свыше 5 атм может вызвать дополнительную деформацию нагретой зоны, ее вспучивание, что является неисправным браком.Обычно применяемое внутреннее давление составляет 1,5-2,5 атм.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа.

На горловине емкости 1. установлено уплотнение 2, к которому присоединены патрубок 3 для откачки воздуха и подачи аргона и патрубок 4 для стравливания давления. Патрубок 4 снабжен манометром 5 для контроля давления в емкости и краном б, через который стравливают в случае необходимости излишний аргон. Кран 7 расположен на патрубке 3 и предназначен для подключения емкости 1 через патрубок 8 к вакуумной системе и для подключения емкости 1 через патрубок

9 и понижающий давление редуктор к расходному баллону с аргоном. Патрубок 4 соединен с атмосферой (вакуумная система, редуктор и баллон в системе подачи аргона на чертеже не показаны). Нагрев зоны 10 сварного шва (зоны деформации) осуществляют нагревателем 11.

Способ осуществляют следующим образом.

На установку для деформирования сварного.шва устанавливают изготовленную емкость. Затем на горловину емкости устанавливают уплотнение 2 и закрепляют ее. Поворотом крана 7 соединяют емкость 1 с вакуумной системой и откачивают воздух до разряжения 10 — 10 мм рт.ст. После откачки воздуха емкость 1 поворотом крана 7 соединяют с системой подачи аргона и заполняют ее под давлением

1-5 атм, при этом контроль давления производят по манометру 5, а кран б должен быть закрыт. Затем при помощи нагревателя 11 производят нагрев зоны 10 деформации до требуемой тем20 пературы и осуществляют деформацию сварного шва и околошовной зоны путем поворота одной части емкости относительно другой на 35-45 со скоростью 0,014-0,017 рад/с (согнутой

Q5 стрелкой обозначено направление деформирования емкости). Причем производят поворот части емкости не снабженной горловиной, а часть с горловиной, закрепляют неподвижно.

Если в процессе деформации сварного шва на нем начинают появляться складки и гофры, для их устранения увеличивают давление внутри емкости бО

Способ позволяет также гибко управлять напряженным состоянием в зоне деформации, дополнительно деформировать сварной шов при помощи регулирования избыточного давления в емкости, кроме того регулировкой, т.е. времен1, после их устранения поворотом крана б стравливают давление до первоначального и закрывают кран б. После окончания деформации давление внутри емкости 1 стравливают, полностью открывая кран б, отсоединяют уплотнение 2 от горловины емкости 1 и извле40 кают емкость 1 из устройства для деформирования.

При осуществлении способа возможно автоматизированное управление кранами б и 7, а также вакуумной системой и системой подачи аргона.

Предлагаемый способ позволяет полностью устранить окисление внутренних стенок емкости, что повышает ее надежность и всей системы, в кото5я рую входит емкость, улучшает механические и эксплуатационные параметры емкости из-эа ее вакуумирования с последующим заполнением инертным газом. Кроме того, снижается вероятность образования гофров, складок в зоне деформации из-за создания избыточного давления инертного газа в емкости, который создает внутренний подпор и меняет вид напряженного состояния в зоне деформации.

848128

Формула изобретения

О

П

ВНИИПИ Заказ 5959/9 Тираж 888 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4. ным повышением давления аргона, можно добиться устранения начавших образовываться складок и гофров, в итоге уменьшается количество брака.

Способ изготовления металлических емкостей, круглых в поперечном сечении, включающий сварку встык по конту- о ру поперечного сечения емкости заготовок, нагрев эоны сварного шва до темтературы сверхпластичности и деформирование путем относительного поворота сваренных частей в плоскости сварного шва на угол 35-45 со скоростью о 15

Ч,014-0,017 рад/с в изотермических условиях, отличающийся тем, что, с целью повышения качества емкостей за счет устранения окисления внутренних стенок емкости и предупреждения образования складок и гофров в зоне деформации, перед нагревом зоны сварного шва емкость вакуумируют до степени разряжения 10=

10 мм рт.ст. и заполняют инертным газом, например аргоном при давлении

1-5 атм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2650971/25-27, кл. В 21 0 51/24,. 31.07.78.