Способ изготовления многослойных панелей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 5 О,23 К 20 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ВТОРС КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИЯ устанавливают в технологическую оснастку между 2-мя листами обшивки внутренними и внешними, нагревают до температуры хпластичности сверхпластичности и производят формовкупутем подачи давления в полость наполниуденко и Р.Я, теля до полного контакта ячеек наполнителяс листами обшивок. Формовку осуществля- СССР ют в три этапа: на первом этапе рабочее 981. давление Р 1 подают в полость наполнителя НИЯ МНОГО- до тех пор, пока купола формирующихсяячеек не коснутся листов обшивки, на втотение может ром этапе подают давление Р 2 между внутвления мета- ренними и внешними листамиобшивки, сверхпласти- причем давление Р 2 не должно превышать онной сварки давление Р 1, на третьем этапе осуществлятипа панелей, ют совместную формовку наполнителя и инаполнителя . внутренних листов обшивки, увеличивая между собой, давление Р 1 и снижая давление Р 2. 7 ил. ботк свар гото са диф изде ие ме эффиусл что раз(71) Институт проблем сверметаллов АН СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕСЛОЙНЫХ ПАНЛй(57) Использование; изобребыть использовано для изгото. дом совмещенного процессаческой формовки и диффузисложнопрофильных изделийСущность. листовые заготовксобирают в пакет, соединяют Изобретение относится к области обраи металлов давлением и диффузионной ки и может быть использовано для извления методом совмещенного процессверхпластической Формовки и Фузионной сварки сложнопрофильныхлий, типа панелей.Целью изобретения является повыше- качества изготовления панелей эа счет ньшения утонений в околошовной и угыхэонахнаполнителя безснижения коциента использования материала и ожнения технологического процесса. Сущность способа заключается в том, армирующие элементы образуются в цессе формовки из листовых заготовок, мещенных между обшивками наполнителем, посредством предложенной схемывамподачи рабочей среды,С учетом использования листовых заго- фтовок армирующих элементов рекомендует- С)ся изменить подход к выбору толщин Яисходных заготовок обшивки и наполните- уля,ОПри обычном способе изготовления панелей формовкой наполнителя без использования армирующих элементов, сдостаточной для технологических расчетовточностью, выбор толщин листов заготовокобшивки и наполнителя определяют исходяиз условий:(5) 1Ье -1- 1-+-, . где д 1 - . заданная толщина ребра панели;д зн - толщина заготовки наполнителя при обычном способе изготовления деталей;я н- деформация наполнителя;д 2 - заданная толщина обшивки панели;д з, - толщина листа обшивки;В случае когда длина ячейки много больше ее ширины; В случае квадратных ячеек где е ь - линейная деформация 9где Н - высота панели;В - ширина панели.Иэ условия (1) определяем толщину заготовки наполнителя. Отсутствие утонения в околошовной зоне позволяет выбрать заготовку наполнителя тоньше на величину Ье дан, при обычном способе изготовления панелей, таким образом в данном случае толщина заготовки наполнителя равна: д 31 Г- д-Зн-.д зн Ь 8 =д эн( 1-Ю ),(3) 1где д зн - толщина заготовки наполнителя в предлагаемом способе;Ле - деформация наполнителя в околошовной зоне, обусловленная наличием сварного шва.Также учитывая, что в формировании ребра панели участвует листовая заготовка армирующего элемента, записываем условие (1) в следующем виде:1д )= 2 д эн(1- е н)+2 д зар(1- 8 ар) (4) где д зар - толщина листовой заготовки армирующего элемента;е ар - деформация листовой заготовки армирующего элемента,В случае когда длина ячейки много больше ее ширины Е вр 111+ 18 ргде Ье- линейная деформация наполнителя в околошовной зоне;я 1 р - линейная деформация заготовки армирующего элемента.В случае квадратных ячеек 10Ье -1(1+ЛЬЕ)Ле Ь 1+ . )(1 2 бз +)-.0,3+ п(1+ ),где б - диаметр сварного ядра,25 - определяется из геометрических соображений, учитывая особенности формиро-.вания наполнителя в околошовной зоне.Заданная толщина обшивки по окончании формовки:30д 2= д зн(1 -е н)+ д зар(1 - е вр)+ д об,Э35 где д об - толщиналистовойзаготовкиобшивки.Толщина листовой заготовки обшивки сучетом сохранения заданных параметров панели равна сумме утонений армирующего 40 листа и наполнителя.На фиг. 1 - 6 схематично представленыэтапы осуществления способа; на фиг, 7 - схема осуществления способа.На фиг. 1-6 приняты следующие обоз начение: 1,2 - наполнителя, 3 - верхней. обшивки, 4,5 - армирующих элементов, 6 -нижней обшивки, 7 - образующийся армйрующий элемент.Оснастка(см, фиг. 7) состоит из верхней 50 8 и нижней 9 частей штампа, к которымкрепятся силовые плиты 10 и 11. Трубопроводы 12,13 предназначены для продува полости штампа 14 инертным газом. Через трубопроводы 1516 подводится давление к 55 листовым заготовкам армирующих элементов и обшивки, а через трубопровод 17 - к листовым заготовкам наполнителя, Листы наполнителя 1,2 устанавливаются между листами 4,5 и 3,6.10 15 20. подчеркнуть, что второй случай является мешается полностью 30 Формула изобретения между собой, размещение пакета в техноло 35 гической оснастке между заготовками арми 45 снижая давление Ра,Способ осуществляется следующим образом.Листовые заготовки наполнителя собирают в пакет и соединяют между собой сваркой, устанавливают в технологическую оснастку между листовыми заготовками элементов 4,5 и листовыми заготовками обшивок 3,6 (фиг. 1), и производят формовку путем подачи давления Р 1 между листами наполнителя 1 и 2 до касания куполов рас.крывающихся ячеек листовых заготовок армирующих элементов (фиг, 2), Момент каСания куполов ячеек заготовок армирующих элементов определяется опытным путем или при помощи специальных средств индикации, Формовка листовых заготовокармирующих элементов с опозданием, после образования площадки контакта между ними и куполами ячеек наполнутеля, исключает часть металла из процесса деформации, что приводит к усилению утонения, листовой заготовки эрмирующего элемента в области ребра.Суммарная толщина листов наполнителя и армирующих элементов в угловой зоне 2 в конце формовки больц 1 е, чем в случае формовки одного наполнитеая с толщиной Заготовки.равной суммарной толщине листа армирующего элемента и наполнителя в рассматриваемом способе. Поэтому.преждевременная формовка листовой заготовки армирующего элемента приводит к тому, что лиСтовые заготовки наполнителя и ар-мирующих элементов формируются как более толстый наполнитель, с повышенным утонением в угловой зоне.Далее подают давление Ра между листами 4 и 3., а также между листами 6 и 5. Ввиду того, что давление Р 1 сохраняется во время формовки листовой заготовки армирующе го элемента и при этом продолжается формовка наполнителя, необходимо выбирать давление Ра исходя из двух основных условий, Первое условие - заполнение листовыми заготовками армирующих элементов пространства между ячейками; Для этого необходимо, чтобы скорость их формовки была не меньше скорости формовки наполнителя. Второе условие - давление Ра не должно превышать Р 1, так как в противном 5 случае может произойти обратная деформация. Таким образом оптимальным при соблюдении обоих условий является равенство давлений Р 1 и Ра.Формовка листовых заготовок армиру ющих элементов происходит в более благоприятных условиях, так как жесткость наполнителя увеличена за счет наличия сварного швэ, это приводит к тому, что при равных давлениях Р 1 и Ра листовая заготовка армирующих элементов формуется быстрее, что способствует выполнению первого условия. В случае отношения половины высоты панели к ширине ячейки меньшем 0,4 листовая заготовка армирующего элемента заполняет область между формирующимися ячейками до сварного шва (фиг. 4), В случае если это отношение больше 0,4 критическое расстояние между стенками ячеек наполнителя, препятствующее пблному заполнению пространства между. ними листовых затотовок армирующих элементов возникает до полного их прилегэния к йэполнителю. В зависимости от этого в большей или меньшей степени уменьшается утонениев околошовной зоне. Необходимо нее распространенным, чем первый, а это означает, что проблема, связанная с утоненеим в околошовной зоне практически реНа следующем этапе повышают давление Р 1 и снижают давление Ра, до полного оформления ячеек и сварки контактирующих поверхностей (фиг. 5;6) Способ изготовления многослойных панелей, включающий сборку листовых заготовок наполнителя в пакет, их соединение рующих элементов и листами обшивки, его формовку в состоянии сверхпластичности подачей рабочей среды между листовыми заготовками, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества зэ счет уменьшения утонений в околошовной и угловых зонах наполнителя без снижения коэффи-"циента использования матерйала и усложнения технологического процесса,формовку осуществляют в три этапа: нэ первом этапе газ подают в полость наполнителя давлением Р 1 до его касания листовых заготовок армирующих элементов, на второмэтапе газ подают между листами обшивок и .листовыми заготовками армирующих элементов до касания последними. сварного шва наполнителя, соблюдая условие РаР 1, нэ третьем этапе осуществляют совместную формовку нэполнителя и эрмирующих элементов, увеличивая давление Р 1 и1810259 Корр Л.Ф едактор Техред ММорген оиааодстаенно-иадательскид комбинат "Патент", г. укггород, ул.Гагарина, 1 Заказ 1415 Тираж Подписное ВМИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5