Способ изготовления многослойных панелей диффузионной сваркой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4,51, В 20 14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯМНОГОСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКОЙ листовых заготовокпри котором на участки, не подлежащиесварке, наносят противосварочное покрытие, собранный пакет размещают в формообразующем штампе, нагревают и сваривают под давлением газа с последующим формообразованием путем подачи газа между листовыми заготовками, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости процесса путем упрощения оснастки, на верхнюю заготовку устанавливают дополнительный лист, а при сварке газ подают между верхней заготовкой и дополнительным листом.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения панелей с двухслойной обшивкой, создают давление газа в процессе формообразования, обеспечивающее соединение верхней заготовки с дополнительным листом.Изобретение относится к технологии изготовления многослойных панелей диффузионной сваркой и может быть использовано в авиационной промышленности.Известен способ изготовления многослойных панелей с сотовым заполнителем,при котором проводят сложную подготовкусоединяемых поверхностей, а сварку осуществляют при температуре ниже температуры с - В превращения 11.Недостатком способа является многооперационность технологического процесса изготовления панелей.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления диффузионной сваркой многослойных панелей листовых заготовок, при котором на участки,не подлежащие сварке, наносят противосварочное покрытие, собранный пакет размещают в формообразующем штампе, нагревают и сваривают под давлением газа с последующим формообразованием путем подачи газа между листовыми заготовками 2Недостатком способа является необходимость герметизации рабочей полости штампа для создания в ней давления газа, необходимого для диффузионной сварки. Поскольку материалом для матриц штампа служит специальная керамика или жаропрочные бетоны, то необходимость герметизации штампа обусловливает сложность изготовления и высокую стоимость штамповой оснастки, которая в свою очередь приводит к большим затратам по изготовлениюмногослойных панелей,Цель изобретения - снижение стоимости путем упрощения оснастки.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу изготовления многослойных панелей диффузионной сваркой листовых заготовок, при котором на участки, неподлежащие сварке, наносят противосварочное покрытие, собранный пакет размещают в формообразующем штампе, нагревают и сваривают под давлением газа споследующим формообразованием путем подачи газа между листовыми заготовками,на верхнюю заготовку устанавливают дополнительный лист, а при сварке газ подают между верхней заготовкой и дополнительным листом.С целью получения панелей с двухслойной обшивкой создают давление газа в процессе формообразования, обеспечивающеесоединение верхней заготовки с дополнительным листом.На фиг. 1 показан формообразующийштамп в сборе с пакетом панели; нафиг. 2 схематически изображено формование дополнительного листа при подаче газапод давлением между ним и верхнейзаготовкой с одновременной сваркой листовых заготовок в пакете по зонам, не защищенным противосварочным покрытием;на фиг. 3 - формование панели посредством подачи газа между заготовками с одновременной сваркой дополнительного листа с верхней заготовкой.Способ осуществляют следующим образом.Дополнительный лист 1 (фиг, 1) устанавливают на верхнюю листовую заготовку 2,на участки листовых заготовок 2 - 4, не подлежащие сварке, наносят противосварочное покрытие 5 (фиг, 2), Собранный пакетобваривают по периметру роликовой электросваркой,В пакет вваривают аргонодуговой сваркой трубопроводы 6 и 7 (фиг. 2) таким образом что аргон под давлением может подаваться независимо по трубопроводу 6 или7, Подготовленный к сварке пакет размещают в формообразующем штампе, состоящем из верхней 8 и нижней 9 матриц (фиг. 2и 3). Верхняя и нижняя матрицы снабженынагревательными элементами 10 (фиг, 3)и расположены между плитой 11 и плунжером 12 пресса (фиг. 2). Производят нагревверхней и нижней матриц до температуры,25 обеспечивающей эффект сверхпластичности(для титанового сплава ВТ 214 1 = 840 С),и приводят в действие пресс, между плитой 11 и плунжером. 12 которого сжимаютверхнюю и нижнюю матрицы. (Усилие пресса зависит от геометрических размеров панели в плане и от давления подаваемогов пакет газа, максимальное давление до20 ат). После сжатия матриц 8 и 9 подаютгаз под давлением до 20 ат по трубопроводу6, Под действием газа дополнительный лист1 фоРмируется, принимая форму верхнейматрицы 8, образует герметичную полость,давление газа в которой прижимает листовые заготовки 2 - 4 к нижней матрице 9,осуществляя соединение на участках, не защищенных противосварочным покрытием 5.40 После выдержки, необходимой для качественной диффузионной сварки (до 40 мин)производят подачу газа через трубопровод 7между листовыми заготовками 2 - 4. Под действием газа происходит формообразование4 несваренных зон листовых заготовок 2 и 3.Отформованная верхняя 2 заготовка диффузионно сваривается с дополнительным листом 1, который входит в состав панели.Форма панели определяется формойверхней и нижней матриц и характером сва 50 риваемых зон листовых заготовок. Панелимогут состоять из трех, четырех и болеелистов. Имеется возможность изготовленияпанелей, симметричных относительно трехплоскостей, для чего необходимо верхнююи нижнюю матрицы изготавливать одинаковыми. Благодаря использованию дополнительного листа отпадает необходимость в тща1165546 фиг. Г Составитель В. Петросян Техред И. Верес Корректор Л. Бескид Тираж 1086 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор Е. Папи Заказ 4269/16 тельной герметизации формообразующего штампа, так как в процессе подачи газа дополнительный лист, деформируясь, принимает форму полости штампа, образующего герметичную полость, что позволяет снизить стоимость изготовления штампа, и следовательно, снизить стоимость многослойной панели. Пример. Изготавливают панели из гитанового сплава ВТ 214. Дополнительный лист 1 устанавливают на верхнюю листовую заготовку 2, на участки листовых заготовок 2 - 4, не подлежащие сварке наносят противосварочное покрытие 5. Заготовки собирают в пакет вваривают аргонодуговой сваркой трубопроводы 6 и 7 так, что аргон под давлением может подаваться независимо в каждый трубопровод и обваривают пакет заготовок по периметру роликовой электросваркой. Подготовленный пакет размещают в штампе, верхняя 8 и нижняя 9 матрицы которого снабжены нагревательными элементами 10, расположенными между плитой 11 и плунжером 12 пресса. Нагрев верхней и нижней матриц производят до 1= 840 С, обеспечивающей эффект сверхпластичности, Затем сжимают верхнюю и нижнюю матрицы в прессе. Усилие пресса зависит от геометрических размеров панели в плане и от давления подаваемого в пакет газа. Усилие пресса для панели размером 300 х 300 мм составляет 20 т. После прижима матриц 8 и 9 по трубопроводу 6 подают газ под давлением Р = 20 ат. Под действием газа дополнительный лист 1 формуется и принимает форму верхней матрицы 8, образуя герметичную полость, давление газа в которой прижимает листовые заготовки 2 - 4 к нижней матрице 9, осуществляя диффузионную сварку по участкам, не защищенным проти восва рочным покрытием. Для получения качественной диффузионной сварки панель выдерживают под давлением в течение 40 мин. Затем через трубопровод 1 подают газ между листовыми заготовками. Под действием газа происходит формовка несваренных зон листовых заготовок 2 и 3. При этом давления газа между листовыми заготовками 2 и 3, а также между листовыми заготовками 3 и 4 равны, что обеспечивается наличием несваренных каналов для прохода газа в зоне сплошной сварки. Отформованная верхняя заготовка 2 диффузионно сваривается с дополнительным листом 1, который входит в состав па нели.Использование изобретения позволитснизить стоимость изготовления многослойных панелей.