Перспективные направления повышения надежности сварных конструкций из титановых сплавов. Использование для очистки свариваемых заготовок высококонцентрированных источников энергии, страница 12

·  создание пассивной защитной оксидной пленки на поверхности стыкуемых заготовок уменьшает количество замкнутых полостей, особенно по границам зерен, и создает условия для меньшей адсорбции влаги на поверхности и приводит к снижению пористости (увеличению плотности);

·  формирование поверхности торцев стыкуемых кромок шабрением, прожиганием струей высокотемпературной плазмы, обкаткой роликом и, в особенности лазерным лучом в среде азота, обеспечивает образование металла шва высокой плотности в тонколистовых штампосварных титановых конструкциях;

·  процесс СПВЭ из-за уникальных условий плавления металла, главными из которых являются перегрев расплавленного металла ванны до температуры кипения титана и весьма интенсивное ее перемешивание, позволяет получать качественный металл шва по необработанным кромкам из-за эффекта самоочистки. Обнаружен эффект самопроизвольного сжатия полоцилиндрического дугового разряда погруженным тороидальным электродом, что позволяет сваривать титановые сплавы удвоенной толщины по сравнению со сваркой обычным электродом.

Исследованиями релаксации напряжений в титановых сплавах тепловым воздействием, пластическим деформированием, а также исследованиями режимов термической обработки штампосварных конструкций в воздушной среде установлено:

·  релаксация напряжений и получение требуемой конфигурации и исключение коробления сложной объемной штампосварной конструкции с обеспечением заданных физико-механических и эксплуатационных свойств происходит при нагреве до температуры 600...700 °С в заневоленном состоянии;

·  пластическая деформация сварного шва и ОШЗ в температурном интервале "предпревращения"  a Û b  приводит не только к релаксации остаточных напряжений, но и улучшает прочность, пластичность и малоцикловую усталость труднодеформируемых титановых сплавов, исключает операции механической обработки проплава и усиления сварного шва;

·  перспективным является воздействие ЭИВ на сварной шов и ОШЗ для релаксации напряжений, улучшения механических свойств титановых конструкций.

Нерешенными или труднорешаемыми остаются проблемы:

·  изготовления крупногабаритных сложной пространственной формы штампосварных титановых конструкций вафельного типа, что связано с необходимостью разработки нового термического и сварочного оборудования для исключения поэлементной "карточной" технологии изготовления штампосварных конструкций;

·  удаления плотной окисной пленки особенно с тонкостенных (0,8...0,6 мм) конструкций, что требует разработки новых методов очистки по сравнению с химическим травлением или новых методов безокислительного нагрева под штамповку и термообработку;

·   изыскания новых методов штамповки и сварки конструкций из готового спецпрофиля, так как коэффициент использования металла крупногабаритных штампосварных титановых конструкций низок, всего 0,43...0,57;

·   изыскания новых более стойких электродов, так как стойкость вольфрамовых сварочных электродов низкая;

·   формирования идеальной поверхности стыкуемых под сварку кромок для уменьшения пористости металла сварного шва, что требует изыскания экономичных и высокоэффективных методов раскроя заготовок.

Наиболее перспективными направлениями развития и разработки ресурсосберегающих технологий изготовления штампосварных титановых конструкций, обеспечивающих их высокую надежность, являются:

·    исследования пластической деформации титановых сплавов при электроимпульсном воздействии;

·     исследования релаксации напряжений в штампосварных титановых конструкциях под воздействием электрических импульсов высокой энергии;

·   исследования процессов диффузионной сварки при воздействии электрических импульсов высокой энергии;

·   исследования процессов сварки титановых конструкций с непосредственным пластическим деформированием сварного шва с температуры сварочного нагрева;

·   разработка комплексов для автоматического управления процессами сварки и прогнозирование свойств сварных соединений.