Заготовка слоистой тонкостенной сварной конструкции

 

Полезная модель относится к изготовлению слоистых тонкостенных изделий криволинейного профиля диффузионной сваркой и может быть использовано, например, при изготовлении теплообменников энергетических силовых установок. Сущность полезной модели заключается в том, что заготовка, включающая обшивки наружную и внутреннюю с каналами, собирается в два этапа. На первом этапе обшивки заготовки собирают, размещая одна в другой до упора. Наружная обшивка внутренней поверхностью большего торца опирается на внешнюю поверхность внутренней обшивки в сечении на расстоянии h от линии границы каналов со стороны большего торца. Внутренняя обшивка внешней торцевой поверхностью контактирует с внутренней поверхностью наружной обшивки в ее сечении по окружности d нh. При этом каналы внутренней обшивки со стороны большего торца не полностью перекрываются наружной обшивкой. Благодаря выбору величины h, равной ширине канала, остаются открытые участки каналов, которые позволяют совмещать вакуумирование пространства между обшивками с процессом вакуумирования сварочной камеры. Завершают сборку заготовки в сварочной камере при нагреве. Обшивки за счет выбора размеров торцов соединяются сборкой с натягом. На участках, прилегающих к торцам заготовки, создается натяжение, препятствующее в дальнейшем при диффузионной сварке раскрытию зоны сварки. На этапе окончательной сборки в результате механического контакта при взаимном перемещении обшивок осуществляется очистка поверхностей, подлежащих диффузионной сварке. Образуются ювенильные поверхности, обладающие высокой реакционной способностью к схватыванию, и обеспечивающие высокое качество сварных соединений готовому изделию. Использование заявляемой заготовки позволит снизить трудоемкость изготовления и улучшить эксплутационные характеристики слоистых тонкостенных сварных конструкций за счет исключения аргонодугового шва.

Полезная модель относится к изготовлению слоистых тонкостенных изделий криволинейного профиля диффузионной сваркой и может быть использовано, например, при изготовлении теплообменников энергетических силовых установок.

Известна заготовка слоистой сварной конструкции криволинейного профиля, включающая обшивки наружную и внутреннюю с каналами для охлаждающей жидкости, собранные коаксиально, и по периметру торцов соединенные герметичным швом аргонодуговой сварки (описание к а.с. СССР 679359, МКИ3 В 23 К 19/00, прототип).

Недостатком известной заготовки является наличие кольцевого аргонодугового шва, который не только повышает трудоемкость подготовительных работ на стадии сборки обшивок, но и является причиной коробления торцов заготовки. В зоне сварного шва, образуются краевые непровары, связанные с возникающим зазором между обшивками при кристаллизации аргонодугового шва. Это является существенным фактором, оказывающим отрицательное влияние на качество диффузионного соединения при сварке конструкции. Кроме того, наличие аргонодугового шва в готовой конструкции отрицательно сказывается на их ресурсных характеристиках при эксплуатации.

Задача полезной модели - получение слоистых тонкостенных сварных изделий конического профиля без использования кольцевых аргонодуговых швов для герметизации полости между обшивками на стадии сборки заготовки.

Технический результат от использования полезной модели - снижение трудоемкости изготовления, повышение качества диффузионного соединения и улучшение эксплутационных характеристик слоистых тонкостенных сварных конструкций за счет исключения аргонодугового шва. Технический результат достигается тем, что в заготовке слоистой тонкостенной сварной конструкции, включающей конические наружную и внутреннюю с каналами обшивки, собранные коаксиально, обшивки собраны с натягом и их торцевые поверхности удовлетворяют условию:

DнDвh и dнhdв, где (1)

D н - внутренний диаметр большего торца наружной обшивки;

Dвh - внешний диаметр внутренней обшивки в поперечном сечении на расстоянии h от линии границы каналов со стороны большего торца;

dнh - внутренний диаметр наружной обшивки в поперечном сечении на расстоянии h от линии границы со стороны меньшего торца;

d в - внешний диаметр меньшего торца внутренней обшивки, при этом величина h выбирается равной ширине канала.

На фиг.1 изображена заготовка в предварительной сборке перед установкой в сварочную камеру; на фиг.2 - вид в сборе в процессе диффузионной сварки.

Заготовка включает обшивки наружную 1 и внутреннюю 2 с каналами 3. Обшивки 1,2 выполнены в виде конических оболочек с возможностью коаксиальной сборки и их торцевые поверхности удовлетворяют условию (1).

Сборку заготовки осуществляют в два этапа.

На первом этапе обшивки 1,2 заготовки собирают, размещая одна в другой до упора. Наружная обшивка 1 внутренней поверхностью большего торца опирается на внешнюю поверхность внутренней обшивки 2 на расстоянии h от кольцевой линии границы каналов 3 со стороны большего торца. Внутренняя обшивка 2 внешней торцевой поверхностью контактирует с внутренней поверхностью наружной обшивки 1 в ее сечении по окружности d нh. При этом каналы 3 внутренней обшивки 2 со стороны большего торца не полностью перекрываются наружной обшивкой 1. Благодаря выбору величины h, равной ширине каналов 3, остаются открытые участки, позволяютщие совмещать вакуумирование пространства между обшивками с процессом вакуумирования сварочной камеры.

Завершают сборку заготовки в сварочной камере при нагреве. Обшивки 1, 2, за счет выбора размеров торцов, соединяются сборкой с натягом. На участках, прилегающих к торцам заготовки, создается натяжение, препятствующее в дальнейшем при диффузионной сварке раскрытию зоны сварки.

На этапе окончательной сборки в результате интенсивного механического контакта при взаимном перемещении обшивок осуществляется очистка поверхностей, подлежащих диффузионной сварке. Образуются ювенильные поверхности, обладающие высокой реакционной способностью к схватыванию, и обеспечивающие высокое качество сварных соединений готовому изделию.

Заготовка слоистой тонкостенной сварной конструкции, включающая конические наружную и внутреннюю с каналами обшивки, собранные коаксиально, отличающаяся тем, что обшивки собраны с натягом и их торцевые поверхности удовлетворяют условию:

D н Dвh и dнh dв,

где Dн - внутренний диаметр большего торца наружной обшивки;

Dвh - внешний диаметр внутренней обшивки в поперечном сечении на расстоянии h от линии границы каналов со стороны большего торца;

dнh - внутренний диаметр наружной обшивки в поперечном сечении на расстоянии h от линии границы со стороны меньшего торца;

d в - внешний диаметр меньшего торца внутренней обшивки, при этом величина h выбирается равной ширине канала.



 

Наверх