Автоматическая сварка, 2014, №09



2014 №09 (07)

2014 №09 (02)

---

Журнал  “Автоматическая сварка», № 9, 2014 г., с. 7-18
 

БЕЗДЕФОРМАЦИОННАЯ СВАРКА СТРИНГЕРНЫХ ПАНЕЛЕЙ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ20

Б. Е. ПАТОН¹, Л. М. ЛОБАНОВ¹, В. В. ЛЫСАК¹, В. В. КНЫШ¹, В. И. ПАВЛОВСКИЙ¹, В. П. ПРИЛУЦКИЙ¹, А. Н. ТИМОШЕНКО¹, П. В. ГОНЧАРОВ¹, ГУАНЬ ЦЯО²

¹ ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. Е-mail: office@paton.kiev.ua
² Ин-т авиационных технологий. г. Пекин, Китай. E-mail: guang@cae.cn
 
Реферат
Представлены результаты комплекса проведенных исследований по разработке технологии сварки проплавными швами стрингерных панелей из титанового сплава ВТ20, обеспечивающей минимальные остаточные напряжения и деформации, а также высокие показатели их долговечности при циклических нагрузках. На масштабных образцах, имитирующих стрингерные панели, проплавные швы тавровых соединений выполняли тремя способами: электронно-лучевой, автоматической аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом по слою активирующего флюса и автоматической аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом погруженной дугой. Для устранения остаточных сварочных напряжений и деформаций применено предварительное упругое деформирование свариваемых элементов. Проведены испытания всех типов образцов на усталость при продольном циклическом растяжении. Определено влияние на их усталостную долговечность также термической обработки, ударной механической обработки и ремонтно-сварочных технологий. На основе результатов исследований масштабных образцов изготовлены и испытаны партии стрингерных панелей длиной 1200 мм. Проплавные швы, выполненные аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом по слою активирующего флюса с использованием предварительного упругого деформирования и высокочастотной механической проковки швов, обеспечивают более высокие показатели усталостной долговечности сварных стрингерных панелей из высокопрочного титанового сплава ВТ20 по сравнению с электронно-лучевой сваркой и аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с погруженной дугой. Разработанная технология может быть принята для промышленного производства сварных стрингерных панелей из высокопрочных титановых сплавов. Библиогр. 14, табл. 1, рис. 13.
 
Ключевые слова: тонколистовые сварные конструкции, стрингерные ребристые панели, тавровые соединения, проплавной шов, остаточные напряжения и деформации, предварительное упругое деформирование, усталостная прочность, высокочастотная механическая проковка
 
Поступила в редакцию 03.12.2013
Подписано в печать 08.07.2014
 
1. Матвиенко С. В., Астафьев А. Р., Карасев И. Г. Сварка и родственные технологии в самолетостроении. Тенденции развития // Сварка в Сибири. – 2003. – № 2. – С. 36–40.
2. Robert W. Messler JR. The greatest story never told: EB Welding on the F-14 // Welding J. – 2007. – May. – P. 41–47.
3. Братухин А. Г., Дмитриев О. Н., Ковальков Ю. А. Штамповка, сварка, пайка и термообработка титана и его сплавов в авиастроении. – М.: Машиностроение, 1997. – 595 с.
4. Paton B. E. Advanced trends in improvement of welded structures // Proc. of the Intern. сonf. «Welded structures», Kiev, Ukraine, 18–22 Sept., 1992. – Harward acad. publ., 1992. – P. 1–8. – (Welding and Surfacing Reviews; Vol. 2).
5. Изготовление сварных крупногабаритных панелей из высокопрочных алюминиевых сплавов / Б. Е. Патон, В. Ф. Уткин, Л. М. Лобанов и др. // Автомат. сварка. – 1989. – № 10. – С. 37–45.
6. Lobanov L. M., Pavlovsky V. I., Lysak V. V. Elastische Vorspannung beim schweissen von Dunnblechen aus Aluminiumlegierungen // Schweisstechnik (DDR). – 1987. – № 10. – S. 443, 447–449.
7. Lobanov L. M., Pavlovsky V. I., Pivtorak V. A. Optical methods of studying and means of contolliny welding strains and stresses. – Harward acad. publ., 1992. – 96 p. – (Soviet Technology Review. Section C. Welding and Surfacine Reviews).
8. Повышение сопротивления усталости сварных соединений металлоконструкций высокочастотной механической проковкой / Л. М. Лобанов, В. И. Кирьян, В. В. Кныш, Г. И. Прокопенко // Автомат. сварка. – 2006. – № 9. – С. 3–11.
9. Stanhope F., Hasellhurs R. H. Welding airframe structures in titanium alloys using tensil loading as a means of overcoming distortion // Intern. conf. weld. and fabr. non-ferraus metals, Eastbourne. – 1972. – Vol. 1. – P. 72–82.
10. Муравьев В. И. Особенности изготовления и оценки качества крупногабаритных тонкостенных сварных конструкций из сплава ВТ-20 // Автомат. сварка. – 1986. – № 8. – С. 15–18.
11. Влияние способа сварки плавлением на свойства соединений сплава Ti–6Al–4V / В. Н. Замков, В. П. Прилуцкий, И. И. Петриченко и др. // Там же. – 2001. – № 4. – С. 3–7.
12. Электроннолучевая сварка элементов ребристых панелей из титанового сплава ВТ-20 / В. А. Савицкий, А. Д. Шевелев, В. Н. Замков, В. В. Редчин // Там же. – 1989. – № 4. –С. 55–57.
13. Контракция дуги флюсом при сварке вольфрамовым электродом в аргоне / Б. Е. Патон, В. Н. Замков, В. П. Порицкий, П. В. Прилуцкий // Там же. – 2000. – № 1. – С. 2–9.
14. Оперативный контроль качества сварных панелей из сплава ВТ20 с использованием метода электронной ширографии / Л. М. Лобанов, В. А. Пивторак, Е. М. Савицкая и др. // Там же. – 2011. – № 11. – С. 28–33.