Исследование и разработка технологии получения разноструктурного особотонкостенного заполнителя для диффузионно-сварных титановых сотовых панелей способом лазерной термообработки

• Автор: Панов, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 146 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Анализ технологии изготовления диффузионно

сварных титановых сотовых панелей и влияния исходной микроструктуры металла на качество соединения

1.1. Конструкция изделия и проблемы изготовления

1.2. Диффузионная сварка титановых сплавов. Эффект

сверхпластичности

1.3. Анализ технологии диффузионной сварки сотовых панелей.

1.4. Анализ возможных вариантов получения разноструктурной

ленты сотового заполнителя

1.5. Цель и задачи исследования

Глава 2. Расчет температурных полей при лазерной
термообработке ленты
2.1. Расчт температурных полей в ленте, обработанной в
свободном состоянии
2.2. Расчет температурных полей в ленте при краевых
изотермических условиях.
Выводы по главе 2
Глава 3. Методика проведения исследований.
3.1. Материалы. Конструкция изделия.
3.2. Диффузионная сварка и исследование условий реализации
сверхпластичности на образцах 3.3 Лазерная термообработка элементов заполнителя.
3.4. Металлографический, фрактографический анализ и
механические испытания.
Глава 4. Исследование и разработка технологии лазерной
термообработки титановой ленты с возможностью реализации в краевой зоне эффекта сверхпластичности.
4.1. Исследование пластического течения титановых сплавов с
различной исходной микроструктурой.
4.1.1. Деформация титановых сплавов с исходной крупнозернистой
структурой.
4.1.2. Деформация титановых сплавов с исходной мелкозернистой
структурой.
4.2. Исследование процесса лазерной термообработки ленты из
мелкозернистых сплавов ВТбч, ВТ6С.
В ыводы по главе 4.
Глава 5. Технологические рекомендации по изготовлению
трехслойных панелей с заполнителем, термообработанны.м лазерным лучом.
5.1. Исследование процесса диффузионной сварки элементов
сотового заполнителя с обшивкой.
5.2. Разработка технологии изготовления дренажных отверстий в
элементах сотового заполнителя с помощью лазера.
5.3. Технологические рекомендации для различных вариантов
лазерной термообработки заполнителя.
В ыводы по главе 5.
Заключение
Общие выводы по работе.
Библиографический список
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Достоверность основных положений и выводов диссертационной работы определяются согласованностью полученных результатов с общепринятыми представлениями теории термической обработки титановых сплавов и отсутствием противоречий с результатами работ других авторов. Достоверность результатов исследований основывается на комплексном использовании взаимодополняющих высокочувствительных методов исследования, применения их в соответствии с действующими государственными стандартами и с учётом особенностей исследуемых объектов. Научная новизна работы заключается в управлении микроструктурой особотонкостенного заполнителя сотоблока способом лазерной термообработки, позволяющим регулировать структуру, комбинируя мелкозернистую, обладающую эффектом сверхпластичности, и крупнозернистую, устойчивую к высокотемпературному деформированию, на заданных участках ленты. Установлено, что при сверхскоростном нагреве до температур . Показана возможность выполнения диффузионной сварки сотового заполнителя из двухфазного титанового сплава, имеющего комбинированную структуру, с обшивкой с реализацией эффекта сверхпластичности, что создает возможность получения качественного соединения при значительном снижении сжимающего усилия. Практическая значимость работы заключается в повышении стабильности качества диффузионно-сварных сотовых панелей в результате лазерной термической обработки элементов заполнителя, позволяющей получить разноструктуриый по ширине заполнитель. Разработан метод изготовления дренажных отверстий в лентах заполнителя непосредственно в процессе их термообработки, позволяющий полущить отверстие высокого качества и увеличить прочность и циклическую долговечность сотового заполнителя. Разработанные технологические рекомендации по лазерной термообработке и диффузионной сварке сотовых панелей приняты к реализации в Воронежском акционерном самолетостроительном обществе. Выдвинуто предложение о применении лазерного луча в качестве источника теплоты при термообработке ленты заполнителя для получения комбинированной микроструктуры металла. Получены образцы заполнителя со сложной комбинированной микроструктурой и исследованы их свойства. Полученные результаты являются новыми, что подтверждено патентной экспертизой Федерального института промышленной собственности. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: международной научно-методической конференции «Современные проблемы развития сварочного производства и совершенствование подготовки кадров» (Мариуполь, г. V научно-технической конференции с международным участием «Материалы и упрочняющие технологии-» (Курск, г. Российской научно-технической конференции «Современные проблемы сварочной науки и техники «Сварка-» (Воронеж, г. VI Российской научно-технической конференции «Материалы и упрочняющие технологии-» (Курск, г. Славяновские чтения - сварка XXI век» (Липецк, г. Воронежского акционерного самолетостроительного общества (Воронеж, г. Публикации. По материалам исследований опубликовано 8 печатных работ и получено 5 патентов Российской Федерации. ГЛАВА 1. Титановые сплавы по сравнению с техническим титаном имеют при достаточно хорошей пластичности, высокой коррозионной стойкости и малой плотности более высокую прочность при комнатной и повышенной температурах. По сравнению с бериллием и его сплавами, они более пластичны и технологичны, более дешевы, безопасны для здоровья при обработке. Поэтому титановые сплавы получили широкое применение в ракетостроении, авиационной технике, судостроении, химической и других отраслях промышленности. Их применяют для обшивки сверхзвуковых самолетов, изготовления деталей и узлов двигателя и планера реактивных самолетов и вертолетов, корпусов ракетных двигателей, обшивки морских судов, подводных лодок и т. Пустотелые конструкции из титановых сплавов в виде панелей (рис. В связи с этим проблеме изготовления подобных изделий посвящено большое количество научных и технологических разработок /, , , и др. Эскиз панели приведен на рис. Трёхслойная панель включает оболочку, состоящую из двух тонких обшивок, которые принято называть несущими слоями, и помещённого между ними заполнителя. Рис. Типовой узел, изготавливаемый из сотовой панели. Рис.