|
120 дующим оформлением (калибровкой) угловых элементов проводились применительно к изготовлению двухслойных открытых ячеистых конструкций ("вафельных") и четырехслойных закрытых ячеистых конструкций. Первые из них используют для корпусов емкостей жидких компонентов топлива баков из алюминиевых сплавов АМгб, 1911, 1971, 1201, а вторые для "сухих" корпусов изделий, крыльев, обтекателей из титановых сплавов ВТ6, ВТ6С, ВТ14, ВТ20 и др. При высокой несущей способности панели имеют относительно малый вес и равнопрочность при нагружении. Технологические схемы формообразования названных конструкций показаны на рис. 5.2. При изготовлении "вафельных" (рис. 5.2,а) конструкций последовательность операций была следующая: •-установка исходного набора заготовок в составе двух листов 1,2 и наборного пластинчатого каркаса 4 между ними в штампе 3; •-вакуумирование и нагрев; •-сварка давлением одного листа с каркасом в зонах 5; •-формообразование ячеек 6 на одном листе с калибровкой углов 7; •-диффузионная сварка давлением газа всех заготовок по зонам 8 с оформлением изделия 9. На базе этой схемы проведены исследования, определяющие технологические режимы входящих операций. На рис. 5.3 показаны отформованные газом заготовки, на которых отрабатывали операции свободной формовки и калибровки угловых зон ячеек. Экспериментально установлено, что при пневмоформовке заготовки в прямоугольную матрицу разрушение может происходить в куполе и в месте ее закрепления. Эти опытные данные использовались далее при формообразовании панелей и приведены ниже. На снимках структур (рис. 5.4) видно также отсутствие роста зерен, т.е. структурную устойчивость материала при обработке. Использовались листовые заготовки указанных алюминиевых сплавов толщиной 1 мм для деформируемого листа (заполнителя); толщиной 1,5...2 мм для наружного |
263 5.4. Формообразования многослойных ячеистых конструкций Экспериментальные исследования процессов формообразования при свободном выпучивании заготовки в прямоугольную матрицу с последующим оформлением (калибровкой) угловых элементов проводились применительно к изготовлению двухслойных открытых ячеистых конструкций ("вафельных") и четырехслойных закрытых ячеистых конструкций. Первые из них используют для корпусов емкостей жидких компонентов топлива баков из алюминиевых сплавов 1911, 1971, 1201, а вторые для "сухих" корпусов изделий, крыльев, обтекателей из титановых сплавов ВТ6, ВТ6С, ВТ14, ВТ20 и др. При высокой несущей способности панели имеют относительно малый вес и равнопрочность при нагружении. Технологические схемы формообразования названных конструкций показаны на рис. 5.13. При изготовлении "вафельных" (рис. 5.13,а) конструкций последовательность операций была следующая: •-установку исходного набора заготовок в составе двух листов 1,2 и наборного пластинчатого каркаса 4 между ними в штампе 3; •-вакуумирование и нагрев; •-сварку давлением одного листа с каркасом в зонах 5; •-формообразование ячеек 6 на одном листе с калибровкой углов 7; •-диффузионную сварку давлением газа всех заготовок по зонам 8 с оформлением изделия 9. На базе этой схемы проведены исследования, определяющие технологические режимы входящих операций. На рис. 5.14 показаны, отформованные газом заготовки, на которых отрабатывали операции свободной формовки и калибровки угловых зон ячеек. Экспериментально установлено, что при пневмоформовке заготовки в прямоугольную матрицу разрушение может происходить в куполе и в 265 месте ее закрепления. Эти опытные данные использовались далее при формообразовании панелей и приведены ниже. На снимках структур (рис. 5.15) видно также отсутствие роста зерен, т.е. структурную устойчивость материала при обработке. Использовались листовые заготовки указанных алюминиевых сплавов толщиной 1 мм для деформируемого листа (заполнителя); толщиной 1,5...2 мм для наружного листа (обшивки) и 1,5...2 мм для пластинчатого каркаса. Размеры панелей в плане были до 350 мм при строительных высотах 20...30 мм и размерах ячеек 30...50 мм. Экспериментально отрабатывались процессы сварки давлением жесткого инструмента и давлением газа, режимы формообразования на стадиях выпучивания ячеек и калибровки в комплексном процессе изготовления панелей. а) б) в) г) Рисунок 5.15 Структура сплавов до и после формовки: а,б) титановый сплав ВТ 14; в,г) алюминиевый сплав 1911. Исходные заготовки предварительно обезжиривали, травили в азотной кислоте, сушили и на все поверхности, подлежащие соединению, наносили вакуумным напылением медь толщиной 0,5 мкм. Слой вакуумной меди диффундировал в пограничном слое при диффузионной сварке и способствовал повышению качества соединения. Пакет заготовок 1, 2, 3 устанавливали в сборе, помещали в вакуумную пресс-камеру в штампе 3, нагревали до 530 °C с вакуумированием до 0,5x10'4 мм рт. ст. Давлением гидроштока, передаваемого через штамп, пакет сжимали, выдерживали в течение 20 мин под давлением 10 МПа для завершения 282 номерного температурного поля на заготовке (в пределах 150...200° от центра к краю), что позволило снизить неравномерность распределения толщины сферических оболочек из исследованных материалов до 0,5 и 0,45 соответственно. Последующие испытания оболочек на внутреннее давление и проверка герметичности показали их соответствие эксплуатационным требованиям, т.е. обеспечение необходимых уровней прочности и герметичности в условиях эксплуатации. 6. Экспериментальные исследования процессов формообразования при свободном выпучивании заготовки в прямоугольную матрицу с последующим оформлением (калибровке) угловых элементов проводились применительно к изготовлению двухслойных открытых ячеистых конструкций ("вафельных") и четырехслойных закрытых ячеистых конструкций. Установлены режимы деформирования для алюминиевых сплавов АМгб, 1911 на каждой операции технологического процесса: диффузионная сварка жестким инструментом (температура475 °C, давление 10 МПа, время деформирования 20 мин); формовка купола до его контакта с обшивкой (давление до 0,5 МПа, время 5...7 мин), калибровка угловых зон ячеек (давление до 1... 1,5 МПа, время 10 мин), диффузионная сварка стенок ячеек с каркасом и обшивкой (температура 530 °C, давлении газа 5 МПа, время 20...30 мин). При температуре до 550 °C давление газа может быть ограничено до 3 МПа. Прочность соединений сплавов типа 1911 близка к прочности основного металла, что подтверждается результатами механических испытаний. 7. Расхождение экспериментальных и теоретических данных по геометрическим размерам изготавливаемых многослойных листовых конструкций не превышает 10%. |