Способ изготовления сварной тонкостенной профильной заготовки

16 П 226 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Ресаублик(22) Заявлено 14.04.77 (21) 2475025/25-2 51) М,Кл. В 23 Р явки 1 ч присоединени осударстеенный комитет ооета Министров СССР Приоритет ллетень28(45) Дата опубликования описания Об.07.78(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОЙ ТОНКОСТЕННОЙ ПРОФИЛЬНОЙ ЗАГОТОВКо, при предо- ания Изобретение относится к области металлургии, в частности, сварке металлов давлением, и может быть использовано при изготовлении тонкостенных, например У-, Х-образных, тавровых и двутавровых профильных зат отовок из легкоокисляющихся материалов,Известны способы изготовления полых профилей биметаллических .переходных соединений, теплообменников, включающие .сборку и сварку давлением пакета с наполнителем и последующее удаление наполнителя 11.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 системы, 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 сплава и жидкого связующего вещества при высокотемпературной сварке давлением, особенно в вакууме,например, титанового сплава, кроме тогтаком наполнителе трудно обеспечитьхранение свариваемых участков от попадв них разделительной пасты.5 Наиболее близким по технической .сущности к изобретению является способ изготовления металлических элементов слоистой конструиции, предусматривающий сборку пакета,состоящего из двух симметричных элементов,10 которые имеют металлические пластины, боковые грани и ребра, элементы устанавливают один напротив другого, в полость междуними вводят, металлический наполнитель, далее пакет помещают в обжимную оболочку,заклинивают наполнителем, накрывают крышкой, после чего сваривают давлением путем,кислоте 21.20 Основной недостаток этого опособа заключается в необходимости удаления наполнителя, например, растворением в кислоте,.связан-.ного с применением специального химическогооборудования и реактивов, а также большая25 длительность процесса. Кроме того, ,пакетимеет сложную конструкцию с различными поконфигурации элементами.Целью изобретения является упрощениеопераций удаления наполнителя и сборки па 30 кета,51 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бО 65 Это достигается тем, что из свариваемыхдавлением материалов собирают пакет, состоящий из двух листов основного материала,между, которыми по всей площади размещаютлистовые прокладки из того же материала иметаллический наполнитель, причем толщинунаполнителя берут равной 0,7 - 0,9 от толщи,ны прокладки при отношении толщин прокладки и пакета равном 0,2 - ОД затем, пакетнагревают и прокатывают в вакууме с относительным обжатием 20 - 23%.В полученной таким образом слоистой заготовке величина относительного обжатия научастке с наполнителем меньше по абсолютному значению на 5 - 15%, чем на участке спрокладкой, продеформированном с обжатием 20 - 23%. Вследствие этого прочностьсцепления основного материала с наполнителемоказывается значительно ниже прочности соединения материала с прокладкой, так какобжатие пакета на 5 - 15% в вакууме обеспечивает лишь предварительное соединение материалов. В то время как на участке заготовки с прокладкой обеапечивается практическимаксимальная прочность сцепления материалов, Известно, что павышение обжатия свыше 20% фактически не отражается на прочности сцепления сваренных давлением в вакууме слоев материалов.Следует отметить, что в предлагаемом способе аборка пакета значительно проще, чем вслучае прототипа, благодаря меньшему числусобираемых элементов и более простой ихконфигурации.Наполнитель удаляют механическим путемотрыва от основного материала, а освободившиеся от наполнителя элементы отгибают назаданный угол в зависимости от типоразмерапрофильной заготовки.При необходимости с целью оптимизацииструктуры и свойств материала профильнойзаготовки применяют термическую обработкупо известным режимам,При сборке пакета нецелесообразно толщину наполнителя брать менее 0,7 от толщины прокладки, так как это приведет к боль.шой неравномерности деформации пакета инарушению формы заготовки. При толщиненаполнителя более 0,9 от толщины прокладкине обеспечивается необходимая разница в обжатиях участков заготовки с наполнителсм ибез него, а следовательно, и в прочности сцепления материалов. В свою очередь толщинапрокладки и толщина пакета должны находитьея в определенной зависимости, котораявыражена их отношением и изменяется в пределах 0,2 - 0,5, Такое ограничение вызванотем, что не любое соотношение толщин слоевв пакете может обеспечить устойчивость процесса прокатки и заданную величину обжатияна различных участках профильной заготовки,Основанием для указанного ограничениятолщины наполнителя и отнощения прокладкии,пакета послужила серия экспериментов приизготовлении различных профильных заготовок. П р и м е р 1. На вакуумном прокатном стане при температуре 900 С с обжатием 20% прокатывают сборный пакет, состоящий из двух листов размерами 1;5 Х 40 Х 200 мм титанового сплава марки ОТ 4, между которыми по всей площади расположена прокладка размерами 1,5 Х 10 Х 200 мм из того же сплава и на.полнитель размерами 1,2 ХЗОХ 200 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 033. 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 стороны на угол 20. В результате изтотавлена У-образная профильная заготовка.П р и м е р 2.,Пакет, состоящий из двух листав размерами 1,6 ХЗОХЗОО мм аплава марки ВТ 6 с, между которыми расположена вроклад 1 ка размерами 2,8 ХЗОХЗОО мм из сплава марки,ВТ 6 с и по абе стороны от нее наполнитель в виде листа размерами 2,0 Х 25 Х ХЗОО мм из стали марки Ст,З п 1 рокатывают 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, Заготавка яа участке с наполнителем получает обгкатие 11%.После удаления наполнителя путем отрыва его от основного материала освабодившиеся части профильной заготовки отгибают в противоположные 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 произвадства широкой номенклатуры деталей и аборочных 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.Ф о р м у л а и з о б 1 р е т е н и яСпособ изготовления сварной тонкостенной617226 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, ЖРаушская наб., д. 4/5Подписное 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 площа. ди листовых прокладок из того же материала и металлического наполнителя, горячую прокатку пакета в вакууме, удаление наполнителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения олерации удаления наполнителя, наполнитель берут толщиной 0,7 - 0,9 от толщины прокладки при отношении толщиныпрокладки и пакета 0,2 - 0,5, и проиатываютпакет с относительным обжатием 20 - 23%. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР159783, кл. В 23 Р 3/02, 19 б 4.2. Патент Франции2149990, кл. В 23 Р 1 О 3/Об, 1973.