Технология магнитно-импульсной сварки тонкостенных трубчатых деталей

• Автор: Бацемакин, Максим Юрьевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Глава 1. Состояние исследуемого вопроса и задачи исследования
1.1. Проблемы получения тонкостенных трубчатых деталей сложной формы
1.2. Импульсные методы контактной электрической сварки
1.3. Магнитно-импульсная сварка (МИС) 1В
1.4. Магнитно-импульсная сварка (МИС) с предварительной формовкой
1.5. Выводы и постановка задачи 3 О
Глава 2. Экспериментальные исследования комбинированного процесса магнитно-импульсной сварки-формовки в вакууме (МИСФВ)
2.1. Принцип комбинированного процесса
2.2. Экспериментальная установка магнитно-импульсной сварки в вакууме (ЭУМИСВ)
2.3. Экспериментальные исследования зависимости качества соединения от различных параметров
2.4. Выводы по главе
Глава 3. Теоретические исследования процесса магнитно-импульсной сварки-формовки
3.1. Анализ процессов комбинированной обработки
3.2. Гипотеза многостадийности комбинированной обработки
3.3. Зависимости скорости относительной деформации от энергии

импульса
3.4. Условия формирования качественного соединения
3.5. Требования предъявляемые к параметрам процесса и оборудования
3.6. Выводы по главе
Глава 4. Проектные изыскания и разработка генератора импульсов магнитного поля (ГИМП)
4.1. Разработка измерительного стенда
4.2. Исследования параметров разрядного контура генератора импульсов магнитного поля
4.3.Исследование и разработка инструмента и оснастки
4.4. Выводы по главе
Глава 5. Разработка технологии и оборудования магнитно-импульсной сварки-формовки тонкостенных трубчатых деталей
5.1. Алгоритм расчёта и выбора параметров техпроцесса и оборудования
5.2. Технология магнитно-импульсной сварки-формовки трубчатых деталей
5.3. Разработка многоканального промышленного оборудования
5.4. Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложения

В приборостроении, авиационной и космической промышленности широкое применение получили тонкостенные трубчатые детали сложной формы с большими перепадами размеров, отдельными резьбовыми участками и отверстиями из тонколистовых материалов. Чаще всего данные изделия относятся к корпусным деталям и служат для обеспечения механической прочности и герметизации отдельных частей конструкций, а также для экранирования элементов конструкций от радиопомех в мегагерцовом диапазоне. В качестве материала для данного вида изделий, как правило, используют фольгу алюминия, меди и их сплавов толщиной не более 2 мм.
Традиционными методами штамповки тонколистовых материалов получить данные детали затруднительно. Возникают проблемы и при изготовлении данных тонкостенных трубчатых деталей токарным способом из-за низкого коэффициента использования материала (КИМ = 0.1-0,3). Целесообразно изготавливать такие детали штампосварными.
Перспективность применения тонкостенных трубчатых деталей определяет актуальность создания экономически целесообразной технологии и оборудования для их изготовления. Для достижения данной цели была рассмотрена принципиальная возможность получения соединения из тонколистового материала высокопроизводительными импульсными методами обработки.
Для формовки и сварки тонкостенных трубчатых деталей перспективно использовать давление импульсных магнитных полей. В этом способе реализуется силовое и тепловое воздействие на заготовку при пропускании импульсов электрического тока через рабочий инструмент-индуктор.
Специалистами ДГТУ и ГКНПЦ им. М. В. Хруничева был разработан процесс магнитно-импульсной сварки трубчатых конструкций с
предварительной формовкой. Однако технология оставалась достаточно трудоёмкой и не были реализованы все возможности магнитно-импульсной

ёмкости накопительного блока С и выбранных элементов зарядного устройства [6].
Время загрузки заготовки на индуктор t, и сборка матрицы tc6 полностью зависит от конструкции технологического устройства, инструмента, оснастки и определяется хронометражем.
Аналогично определяется время установления режима обработки tpe*, герметизации технологической камеры trep, вакуумирование (откачка) t0TK, разгерметизация камеры tpa3r, и время разборки и выгрузки готового изделия tBLirp. При обработке различных тонкостенных трубчатых деталей (переналаживаемое мелкосерийное производство) к вспомогательным операциям добавляется смена рабочего инструмента и оснастки Vo.
Таким образом, длительность рабочего цикла магнитно-импульсной сварки-формовки - такт однопозиционной установки Ту может быть выражен в виде:
Тц -13 + tc6 +
trep "t" t0TK + tpe3K + tpa3 + tMM0 + tjjjp + tBbIrp + tH_0-
(2.16)
Цикловая производительность установки МИСФ выразится через время холостых tx01 и рабочих ходов tpa6 как:
G4=—= ! = ! . (2.17)
Тц *3 +tCB + *ГЕР +tOTK +гРЕЖ +t3AP +*МИО +tPA3r +tBbITP +tH-0 (^ХОЛ+tPAE)
Для снижения длительности рабочего такта устройства МИСФ необходимо стремится к сокращению длительности отдельных переходов. Наиболее существенный резерв времени заложен во вспомогательных элементах рабочего цикла + tc6 + trep + t0TK + tpa3r + tBbirp + V<„ длительность которых больше по сравнению с рабочими элементами цикла t3ap, tMH0.
Анализ технологической диаграммы (рис. 2.7) и выражения (2.17) позволяет найти пути повышения производительности установок МИСФ. Прежде всего, это выбор элементов высоковольтного зарядного устройства, совершенствование конструкции технологического блока, инструмента и оснастки, а также использование принципа совмещения переходов в результате создания многоместных агрегатов.