Влияние термического цикла сварки и количества адсорбированной влаги на структуру, свойства металла и надежность конструкций из титановых сплавов

• Автор: Клешнина, Оксана Николаевна
• Шифр специальности: 05.02.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1 АНАЛИЗ МИРОВОГО ОПЫТА ПО УЛУЧШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ

СПЛАВОВ (обзор литературы)

Глава 2 МЕТОДИКИ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Традиционные методы исследования, оборудование

и мето дики

2.2. Методика определения содержания водорода в

поверхностном слое

2.3. Методика исследования механизма формирования соединения перед фронтом сварочной ванны
2.4. Проведение аналитической оценки входного и технологического контроля сварных заготовок
2.5. Методика исследования качества сварочной проволоки
2.6. Определение циклической (усталостной) прочности..
2.7. Методика исследования эксплуатационной надежности опытных образцов сварных титановых конструкций..
Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ СОДЕРЖАНИЯ ВОДОРОДА ИАДСОРБИРОВАННОЙ ВЛАГИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВОК ПОД СВАРКУ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
3.1. Особенности сварки титана и его сплавов
3.2. Исследование влияния вида подготовки поверхности заготовок на адсорбцию влаги и водорода
3.3. Выводы

Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО
ЦИКЛА СВАРКИ И КАЧЕСТВА ПРОВОЛОКИ НА
ПОРООБРАЗОВАНИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА МЕТАЛЛА ШВА ТИТАНОВЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
4Л. Тепловые процессы при сварке плавлением
4.2. Термодинамические условия существования фаз при ТЦС титановых сплавов
4.3. Аналитическая оценка результатов входного и технологического контроля сварных заготовок
4.4. Методика исследования качества проволоки.
4.5. Закономерности изменения механических свойств сварных конструкций в зависимости от режимов термического цикла сварки
4.6. Оценка усталостных свойств титановых конструкций в зависимости от вида технологических операций раскроя и последующей обработки заготовок
4.7. Оценка эксплуатационной надежности сварных титановых конструкций
4.8. Выводы
Общие выводы
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Технологии изготовления деталей, узлов и летательных аппаратов (ЛА) в целом определяют ресурс изделия, его трудоемкость и себестоимость, стабильность и культуру производства. Существует постоянная взаимосвязь между конструкцией летательного аппарата и технологией его производства. Создание новых технологий, способных обеспечить получение деталей, удовлетворяющих высоким техническим требованиям, открывает дорогу для конструктивного совершенствования ЛА.
Ужесточение требований к работоспособности сварных конструкций ответственного назначения, изготовляемых на основе титановых сплавов, может быть удовлетворено высоким качеством сварных соединений. Общеизвестно, что при сварке плавлением титановых сплавов могут появляться поры. Отрицательное воздействие пор максимально при работе конструкций в условиях циклического нагружения. Снижение усталостных характеристик связано не только с действием пор как геометрических концентраторов напряжения, но в основном с уменьшением запаса пластичности металла вблизи границ пор, из-за увеличения в нём в несколько раз концентрации водорода.
На практике при изготовлении сварных конструкций в технических требованиях закладывается снижение предела прочности сварного шва на 10 % от предела прочности основного материала. При производстве данное снижение оказывается еще больше — 11-15 %. При исправлении дефектов, полученных при сварке (поры, подрезы, вольфрамовые включения и др.), подваркой происходит дальнейшее снижение предела прочности.
Из всего многообразия исследований причин порообразования при сварке плавлением титановых сплавов наиболее достоверной яв-

Исследования качества сварного шва проводились рентгенкон-тролем с выявлением пор диаметром от 0,05 мм и более, их количества, протяженности в цепочке и места расположения.
2.6. Определение циклической (усталостной) прочности
Исследования влияния технологических факторов формирования поверхности раздела спец.образцов из сплава ВТ20 проводили на установке, разработанной на кафедре МиТНМ ГОУВПО «КнАГТУ» (рис. 2.5). Параллельно проводили статические испытания на растяжение на универсальной разрывной машине с механическим приводом согласно ГОСТ1497-84.
Кривошипно - ша-
Установка позволяет производить испытание плоских образцов на изгиб с защемленным концом (рис. 2.6). Установка состоит из массивной станины, на которой одним концом жестко закреплен образец. Свободный конец образца подвергается знакопеременному изгибу. Нагружение образца производится кривошипно-шатунным механиз-