Разработка технологии соединения элементов титановых слоистых конструкций давлением с нагревом и комбинированным нагружением

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

Основным результатом работы является разработка и обоснование технологических режимов и устройств для их реализации, необходимых для получения высокопрочных неразъемных конструкций из титана, созданных на основе выявленных условий, обеспечивающих наиболее равномерное распределение сил на контактных поверхностях соединяемых заготовок, и схем приложения технологических сил, при которых соединение заготовок происходит при меньших значениях давления и температуры.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволяют сформулировать следующие основные результаты и выводы.

1. 
   На основе исследования напряженно-деформированного состояния при контактном взаимодействии соединяемых элементов показано влияние геометрических параметров и сил трения на распределение контактных сил в момент, предшествующий возникновению участков пластического состояния соединения, выявлен механизм этого влияния и определены условия, необходимые для реализации пластического в зонах контактного взаимодействия заготовок, обеспечивающие высокую прочность соединений.
   
2. 
   Исследованы процессы контактного взаимодействия свариваемых элементов в упругопластической области и выявлены зависимости формирования участков пластического состояния от режимов технологического процесса. Предложены новые схемы комбинированного нагружения (сжатие со сдвигом) соединяемых элементов, позволяющие значительно снизить ( 21%) необходимое сжимающее давление и температуру ( 50 К) технологического процесса.
   
3. 
   Получены математические модели материалов с учетом состояния материалов при температуре, достигающей 1273 К. Исследовано напряженно-деформированное состояние элементов конструкций в условиях прохождения технологического процесса их соединения.
   
4. 
   Исследованы структура, механические свойства получаемых конструкций и закономерности их изменения при различных параметрах технологического процесса и определены значения параметров (давление, температура и др.) процесса соединения, обеспечивающие получение высокопрочных конструкций с минимальными затратами. Достигнуто повышение предела прочности соединений до 17…23 %, а ударной вязкости до 21%.
   
5. 
   Разработаны схемы проведения технологического процесса и предложены технические решения оснастки для комбинированного нагружения и запатентована конструкция пресса для реализации процесса получения конструкций типа тел вращения с оптимальным соотношением скоростей сдвигающих и сжимающих перемещений, при котором пластическое состояние на контактных поверхностях соединяемых элементов наступает при минимальных значениях сжимающих сил и температуры.
   
6. 
   Проведено апробирование разработанной технологии диффузионной сварки на различных конструкциях из титана.
   

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Семеноженков М.В. Рационализация схем нагружения элементов конструкции из титана при их сварке давлением / М.В. Семеноженков, А.Т. Крук, В.В. Пешков //Заготовительные производства в машиностроении. 2009. № 9. – С. 26-29.

2. Булков А.Б. Особенности диффузионной сварки титановых трехслойных конструкций с сотовым заполнителем/А.Б. Булков, М.В. Семеноженков, В.В. Пешков // Технология машиностроения. 2009. № 11. – С. 26-32.

3. Особенности диффузионной сварки титановых слоистых конструкций / А.Б. Булков, М.В. Семеноженков, В.В. Пешков, Л.С. Киреев // Сварочное производство. 2009. № 11. – С. 17-23.

Статьи и материалы конференций

4. Бойко А.Ю. Пресс для штамповки с кручением / А.Ю. Бойко, М.В. Семеноженков // Инновационные технологии и оборудование машиностроительного комплекса: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, 2005. Вып. 5. С. 25 -30.

5. Семеноженков М.В. Оценка влияния условий нагружения конструкций их титана при диффузионной сварке на формирование физического контакта / М.В. Семеноженков, В.В. Пешков // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, 2007. С. 71 – 76.

6. Семеноженков М.В. Влияние соотношений геометрических параметров элементов конструкций из титана на распределение контактных сил при сварке давлением / М.В. Семеноженков, В.В. Пешков // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, 2007. С. 64 – 70.

7. Семеноженков М.В. Технологическая эффективность сжатия со сдвигом / М.В. Семеноженков, В.В. Пешков // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, 2008. С. 117 – 121.

8. Семеноженков М.В. Моделирование динамики работы пресса для сжатия с кручением. / М.В. Семеноженков // Обеспечение качества продукции на этапах конструкторской и технологической подготовки производства: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, 2010. Вып. 5. С. 17-23.

9. Семеноженков М.В. Обоснование режимов комбинированного нагружения заготовок из титана при их соединении давлением/М.В. Семеноженков, В.В. Пешков, А.Т. Крук // Научные исследования и разработки в области авиационных, космических и транспортных систем «АКТ- 2010»: тезисы ХI междунар. конф. – Воронеж, 2010. Ч. 2.- С. 44-45.

Патентные документы

10. Пат. 2 303 527 С2, Российская Федерация, МПК В30В 1/26. Пресс для штамповки с кручением / А.Ю. Бойко, М.В. Семеноженков, В.М. Пачевский, Е.Д. Федорков // №2004136426/02; заявл. 14.12.2004; опубл. 27.07.2007. Бюл. № 21. 3 с.

Подписано в печать 06.12.2010.

Формат 60х84/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Зак. №_____

ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

394026, Воронеж, Московский просп., 14