Контейнер для диффузионной сварки тонкостенных титановых конструкций

Полезная модель относится к оборудованию для диффузионной сварки тонкостенных титановых конструкций и может быть использована при изготовлении деталей большой протяженностью с развитой поверхностью контактирования, например, панелей с сотовым заполнителем, теплообменников и т.п. Контейнер включает вакуумируемый корпус с крышкой в виде мембраны, ложемент на дне и съемные технологические прокладки в виде пакетов азотированных пластин.. Сварочное давление в контейнере передается на внешнюю поверхность конструкции через мембрану крышки и пакеты азотированных пластин. Они эффективно препятствуют потере устойчивости на неподкрепленных участках и «схватыванию» титанового материала конструкции с материалом крышки и ложемента контейнера. В заявляемой конструкции материалоемкость технологических прокладок снижается в 1,5 раза. Способность аккумулировать азот у пакетов, азотированных стальных пластин, возрастает пропорционально количеству пластин. Это позволяет неоднократно использовать контейнер для диффузионной сварки титановых конструкций без замены или дополнительной химико-термической обработки технологических прокладок.

Полезная модель относится к оборудованию для диффузионной сварки тонкостенных титановых конструкций и может быть использована при изготовлении деталей большой протяженностью с развитой поверхностью контактирования, например, панелей с сотовым заполнителем, теплообменников и т.п.

Известен контейнер для диффузионной сварки тонкостенных титановых конструкций, включающий вауумируемый корпус с крышкой с мембраной, ложементом на дне и съемные азотированные стальные технологические листы для размещения на внешней поверхности конструкции («Физико-химия схватывания титана со стальной оснасткой при диффузионной сварке», А.В.Бондарь, Ю.П.Камышников, В.В.Пешков, С.Н.Федоров, В.В.Шурупов, Воронеж: изд. ВГТУ 1999, с.12-15, 158-159).

В известном контейнере технологические листы толщиной порядка 3 мм обладают жесткостью, обеспечивающей равномерное перераспределение сварочного давления в процессе диффузионной сварки, и препятствуют прогибам несущих обшивок панели на неподкрепленных участках.

Повышение эффективной жесткости листов сопряжено с увеличением их толщины, и, следовательно, материалоемкости.

Выполнение листов из азотированной стали, обеспечивает им повышенную стойкость против схватывания с титаном, т.к. азот, являясь активным элементом, в условиях нагрева при контактном взаимодействии образует устойчивые соединения с титаном, пассивирующие внешнюю поверхность конструкции и повышающие ее сопротивление высокотемпературной деформации. При этом содержание азота в

технологических листах снижается и при повторном использовании их склонность к «схватыванию» с титаном возрастает. Это требует повторной обработки листов азотированием и, следовательно, усложняет трудоемкость изготовления.

Задача полезной модели - повышение рентабельности и технологических возможностей оборудования для диффузионной сварки.

Технический результат - повышение жесткости и кратности использования технологических листов.

Технический результат достигается тем, что в контейнере для диффузионной сварки тонкостенных титановых конструкций, включающем вакуумируемый корпус с крышкой в виде мембраны, ложемент на дне и съемные технологические прокладки из азотированного материала для размещения на внешних поверхностях конструкции, прокладки выполнены в виде пакетов пластин.

На чертеже изображен общий вид контейнера в сборе для диффузионной сварки панели с сотовым заполнителем.

Контейнер включает, соединенный с системой вакуумирования (не показана), корпус 1, который снабжен крышкой 2 в виде мембраны, ложементом 3 на дне для установки свариваемой конструкции 4 и съемными технологическими прокладками в виде пакетов 5, 6 азотированных пластин (не показаны) для размещения на внешних поверхностях конструкции 4, обращенных соответственно к ложементу 3 и крышке 2. Количество и толщина пластин в каждой прокладке определяют их жесткость и выбираются для каждого вида конструкции дифференцированно.

Сборку контейнера для диффузионной сварки конструкции осуществляют следующим образом.

На ложементе 3 устанавливают свариваемую конструкцию 4, предварительно разместив между пакетами 5, 6, собранных из азотированных пластин, совпадающих по форме с соответствующей внешней поверхностью конструкции, и корпус 1 накрывают крышкой 2 и

соединяют вакуумно-плотным швом. В герметичном вакуумированном контейнере в условиях нагрева и перепада давлений в окружающей среде и внутренней полости корпуса 1 контейнера, создают сжимающее сварочное давление. Оно передается на внешнюю поверхность конструкции 4 через мембрану крышки 2 и пакеты 5, 6 азотированных пластин, эффективно препятствующих потере устойчивости на неподкрепленных участках и «схватыванию» титанового материала конструкции с материалом крышки и ложемента контейнера.

При изменении номенклатуры свариваемых конструкций пакеты технологических прокладок собирают из пластин в соответствии с расчетной жесткостью и далее процесс повторяют.

В заявляемой полезной модели по сравнению с прототипом при равной эффективной жесткости стальные 3-х мм листы для технологических прокладок могут быть заменены пакетом высотой 2 мм из 4-х стальных пластин толщиной 0,5 мм каждая. Таким образом, в заявляемой конструкции материалоемкость технологических прокладок снижается в 1,5 раза.

Способность аккумулировать активные элементы, и в частности азот, у технологических прокладок в виде пакетов азотированных стальных пластин по сравнению с листовым материалом азотированной стали, при равной толщине, возрастает пропорционально количеству пластин. Это позволяет неоднократно использовать контейнер для диффузионной сварки титановых конструкций без замены или дополнительной химико-термической обработки технологических прокладок, и, следовательно, снизить трудоемкость подготовительных работ при сборке оборудования.

Контейнер для диффузионной сварки тонкостенных титановых конструкций, включающий вакуумируемый корпус с крышкой в виде мембраны, ложемент на дне и съемные технологические прокладки из азотированного материала для размещения на внешних поверхностях конструкции, отличающийся тем, что прокладки выполнены в виде пакетов пластин.