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.
3
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, МКИ 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:
н
вh
нh
в
D≤D и d≤d, где (1)
н
D - внутренний диаметр большего торца наружной обшивки;
вh
D - внешний диаметр внутренней обшивки в поперечном сечении на расстоянии h от линии границы каналов со стороны большего торца;
нh
d - внутренний диаметр наружной обшивки в поперечном сечении на расстоянии h от линии границы со стороны меньшего торца;
в
d - 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.
нh
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. 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.