117 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ I 5.1. Экспериментальные исследования процессов изготовления ячеистых элементов многослойных листовых конструкций Экспериментальные исследования выполнены в лабораториях ФГУП «НПО Техномаш» с целью отработки технологических схем изготовления ячеистых элементов жесткости многослойных листовых конструкций (на одной рабочей позиции формообразование и сварка давлением), возможностей их реализации, установления температурно-скоростных режимов деформирования, определения давления газа, предельных степеней деформации и оценки качества изделий, а также проверки соответствия результатов теоретических расчетов экспериментальным данным. Оценка качества включала следующие показатели: соответствие геометрии панелей чертежам, металлографию материала и прочность конструкции по условиям отраслевых нормативов. Листовые титановые и алюминиевые сплавы являлись мелкозернистыми с размером зерен менее 7... 10 мкм, что обеспечивалось заводом изготовителем (НПО "Композит”, БИЛС), высокопрочными с пределом прочности до 1,2* 103 МПа для титановых и до 3,5*102 МПа для алюминиевых сплавов. Эти сплавы структурно устойчивы при длительных процессах горячей обработки давлением. При соответствующих температурноскоростных режимах обработки эти материалы проявляют высокую способность к формоизменению. При отработке технологических режимов параметры процесса диффузионной сварки контролировались следующими приборами: • по температуре платино платинородиевой термопарой типа ПП1 в комплекте с электронным потенциометром типа КСП-4; • по вакууму манометрическими преобразователями типа ПМТ-2 и ПМИ-2 и вакуумметром типа ВИТ-2А; |
242 5.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Экспериментально-технологические исследования проводились применительно к изготовлению однои многослойных пустотелых панелей корпусов изделий с продольными гофровыми каналами и ячеистыми полостями, панелей радиаторов с длинными криволинейными полостями каналами и сферических листовых оболочек-емкостей, удовлетворяющих техническим условиям эксплуатации (необходимые уровень прочности, коррозионной стойкости и герметичности в заданных условиях) из специальных листовых титановых материалов типа ВТ6, ВТ6С, ВТ14, ВТ20 и ВТ23, алюминиевых сплавов типа АМгб, 1511, 1971, 1911 и 1201, применяемых в авиационнокосмической технике. Исследования выполнены с целью отработки технологических схем изготовления (на одной рабочей позиции формообразование и сварка давлением), возможностей их реализации, установления температурно-скоростных режимов деформирования, определения давления газа, предельных степеней деформации и оценки качества изделий, а также проверки соответствия результатов теоретических расчетов экспериментальным данным. Оценку качества включала следующие показатели: соответствие геометрии панелей чертежам, металлографию материала и прочность конструкции по условиям отраслевых нормативов. Листовые титановые и алюминиевые сплавы являлись мелкозернистыми с размером зерен менее 7... 10 мкм, что обеспечивалось заводом изготовителем (НПО "Композит", ВИЛС), высокопрочными с пределом прочности до 1,2* 103 МПа для титановых и до 3,5* 102 МПа для алюминиевых сплавов. Эти сплавы структурно устойчивы при длительных процессах горячей обработки давлением. При соответствующих температурно-скоростных режимах обработки эти материалы проявляют высокую способность к формоизменению. 243 При отработке технологических режимов параметры процесса диффузионной сварки контролировались следующими приборами: • по температуре платино платинородиевой термопарой типа ПП-1 в комплекте с электронным потенциометром типа КСП-4; • по вакууму манометрическими преобразователями типа ПМТ-2 и ПМИ-2 и вакуумметром типа ВИТ-2А; • по сжимающему усилию динамометром типа ДОСМ-5; • по времени секундомером; • по перемещениям (величине деформации) индикатором типа КИ с ценой деления 0,01 мм. Законы изменения давления газа р во времени деформирования t, обеспечивающие возможность изготовления многослойных листовых конструкций с заданными геометрическими размерами, рассчитывались на ЭВМ по методикам, изложенным в разделах 3 и 4. Для экспериментальных работ использовалась установка на базе гидравлического пресса модели ДА2234 усилием 1,6 МН, оснащенного системой нагрева оснастки до 1000 °C, вакуумной системой, обеспечивающей остаточное давление 0,5*10'4 мм рт. ст., системой газоподачи аргона в штамп под давлением до 5 МПа, системами контроля и регулирования всех параметров технологического процесса. Пуансоны и матрицы изготавливались из теплостойкой стали 5ХНМ или жаростойкой стали ЭП202. Уменьшение теплопередачи из зоны деформации обеспечивалось за счет набора прокладок из стали 12Х18Н10Т и асбоцементных плит. Штампы закрывались кожухом с коалиновой ватой, прошитой со стеклотканью. Габариты опытных панелей, изготовленных на установке, составляли 300 х 300 мм. Технологические режимы формоизменения и диффузионной сварки для изготовления изделий (панелей) размерами до 500 х 500 мм отрабатывали на специальном пресс вакуумном блоке с рабочим усилием от шароцилиндра 1,6 МН. 278 Результаты экспериментальных данных представлены в таблице 5.4. Таблица 5.4. Режимы сварки алюминиевых сплавов Материал Температура, °C Давление, МПа Деформация в зоне сварки, % Время, мин Предел прочности, МПа АМгб 510 10...15 10 30 200 1971 530 10...15 10 20...30 300 1911, 1201 530 10...15 30 20...30 350 5.6. Основные результаты и выводы 1. Выполнен комплекс экспериментально-технологических исследований применительно к изготовлению однои многослойных пустотелых панелей корпусов изделий с продольными гофровыми каналами и ячеистыми полостями, панелей радиаторов с длинными криволинейными полостями каналами и сферических листовых оболочек-емкостей, удовлетворяющих техническим условиям эксплуатации (необходимые уровень прочности, коррозионной стойкости и герметичности в заданных условиях) из специальные листовые титановые материалы типа ВТ6, ВТ6С, ВТ 14, ВТ20 и ВТ23, алюминиевые сплавы типа АМгб, 1971, 1911 и 1201, применяемые в авиационно-космической технике. Исследования выполнены с целью отработки технологических схем изготовления (на одной рабочей позиции формообразования и сварки давлением), возможностей их реализации, установления температурноскоростным режимов деформирования, определения давления газа, предельных степеней деформации и оценки качества изделий, а также проверки соответствия результатов теоретических расчетов экспериментальным данным. 2. Экспериментально отработаны технологические режимы диффузионной сварки давлением элементов конструкций корпусных панелей из титановых и алюминиевых сплавов контактным давлением жесткого инстру |