Способ изготовления металлическихемкостей

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ и 11848128(22) Заявлено 121079 (21) 282 б 794/25-27 с присоединением заявки МЗ -(51 В 21 О 51/24 венный комитетСССРм изобретенийоткрытий суд 3) Приоритет оо дел публиковано 230781 Бюллетень Й 9 27ата опубликования описания 230781 3) УАк72) Авторыизобретеии Кайбышев, Ю.К.Колечк 1) Заявитель Уфимский авиационный институт им. Орджонйкидзе 4) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЕМКОСТЕЙИзобретение 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 35- 45 о со скоростью 0,014-0,017 рад/с в изотермических условиях Г 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 меЕфимов и Б.В.Родионов .таллических емкостей, круглых в поперечном сечении, включающем сваркувстык по контуру поперечного сеченияемкости, нагрев эоны сварного шва дотемпературы сверхпластичности и деформирование путем относительногоповорота сваренных частей в плоскостисварного шва на угол 35-45 со скооростью 0,014-0,017 рад/с в изотермических условиях, перед нагревом зонысварного шва емкость вакуумируют достепени разряжения 10 " - 10 о ммрт.ст. и заполняют инертным газом,например аргоном, при давлении 15 атм. При этом полностью удаляютсякислород и азот, которые активно реагируют при высоких температурах с материалом, из которого выполнена емкость, кроме того, в условиях вакуу ма из титана хорошо удаляется водород.Вакуумирование емкости менее чемдо 10=" мм рт.ст. не предохраняет отокисления, а более чем до 10 мм,хнически сложно осуществить и поэтому нежелательно. Если за-готовки обрабатывают химическим илиэлеКтрохимическим способами, то вакуумирование полости емкости снимает 30 возможное наводораживание металлаемкости, 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 длястравливания давления. Патрубок 4снабжен манометром 5 для контролядавления в емкости и краном б, черезкоторый стравливают в случае необходимости излишний аргон. Кран 7 расположен на патрубке 3 и предназначендля подключения емкости 1 через патрубок 8 к вакуумной системе и дляподключения емкости 1 через патрубок9 и понижающий давление редуктор красходному 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.5 На установку для деформированиясварного.шва устанавливают изготовленную емкость. Затем на горловинуемкости устанавливают уплотнение 2и закрепляют ее, Поворотом крана 7соединяют емкость 1 с вакуумной системой и откачивают воздух до разряжения 10 - 10 мм рт.ст. Послеоткачки воздуха емкость 1 поворотомкрана 7 соединяют с системой подачиаргона и заполняют ее под давлением1-5 атм , при этом контроль давленияпроизводят по манометру 5, а кран бдолжен быть закрыт. Затем при помощи нагревателя 11 производят нагревзоны 10 деформации до требуемой тем пературы и осуществляют деформациюсварного шва и околошовной зоны путем поворота одной части емкости относительно другой на 35-45 со скоростью 0,014-0,017 рад/с (согнутой 25 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 появлятьсяскладки и гофры, для их устраненияувеличивают давление внутри емкости 1, после их устранения поворотом крана б стравливают давление до первоначального и закрывают кран б. Послеокончания деформации давление внутри емкости 1 стравливают, полностьюоткрывая кран б, отсоединяют уплотнение 2 от горловины емкости 1 и извлекают емкость 1 из устройства для деформирования,При осуществлении способа возможноавтоматизированное управление кранами б и 7, а также вакуумной системой 4 и системой подачи аргона.Предлагаемый способ позволяетполностью устранить окисление внутренних стенок емкости, что повышаетее надежность и всей системы, в которую входит емкость, улучшает механические и эксплуатационные параметрыемкости из-эа ее вакуумирования споследующим заполнением инертным газом. Кроме того, снижается вероятность образования гофров, складокв зоне деформации из-за создания избыточного давления инертного газа вемкости, который создает внутреннийподпор и меняет вид напряженного состояния в зоне деформации. 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. времен848128 формула изобретения П ВНИИПИ Заказ 5959/9 888 Подписно ул. Проектная ным повышением давления аргона, можно добиться устранения начавших образовываться складок и гофров, в итогеуменьшается 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 скоростьюо 15 ал ПППфПатентф,г.уж Ч,014-0,017 рад/с в изотермическихусловиях, о т л и ч а ю щ н й с ятем, что, с целью повышения качестваемкостей за счет устранения окисления внутренних стенок емкости и предупреждения образования складок игофров в зоне деформации, перед наг.ревом зоны сварного шва емкость вакуумируют до степени разряжения 1010мм рт.ст. и заполняют инертнымгазом, например аргоном при давлении1-5 атм. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2650971/25-27,кл. В 21 0 51/24,. 31.07.78.