СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНОЙ ПЛОСКОЙ КОНСТРУКЦИИ
PRODUCTION OF LARGE-SIZED FLAT STRUCTURE

Изобретение может быть использовано для изготовления крупногабаритных конструкций из латуни, например, в машиностроении.
Изобретение относится к технологии получения высокопрочного соединения фрагментов, составляющих общую конструкцию, полученную комбинированным способом с использованием механического крепления и сварки.
Сварка конструкций из латуни известна, например, из авторского свидетельства SU 1146159 А (B23K 9/16, опубликовано 23.03.1985). В этом авторском свидетельстве раскрыт способ импульсно-дуговой сварки латуни толщиной 1 мм, которая производится встык неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона. Этот способ обеспечивает получение сварных соединений, равнопрочных основному металлу. Однако данный способ используется для сварки тонколистовой латуни и не предназначен для сварки крупногабаритных толстослойных изделий.
Из авторского свидетельства SU 1816615 A1 (B23K 37/04, опубликовано 23.05.1993), например, известна аргонодуговая сварка с использованием стяжных элементов, установленных в отверстиях свариваемых деталей. Однако в этом авторском свидетельстве не раскрывается возможность сварки крупногабаритных толстослойных изделий, выполненных их латуни.
Задача изобретения - совершенствование технологического процесса получения сварного соединения, включающего в себя наряду со сваркой крепление свариваемых фрагментов конструкции с помощью шпилек.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, - повышение прочности и надежности сварного соединения конструкции путем создания прочных связей между фрагментами конструкции, причем полученная в результате сварная конструкция работоспособна в условиях не только статического, но и циклического нагружения.
Способ изготовления крупногабаритной плоской конструкции из фрагментов, полученных литьем из латуни, в соответствии с изобретением включает выравнивание и очистку торцевых поверхностей фрагментов, подлежащих соединению, сверление в них отверстий и нарезку резьбы, обезжиривание фрагментов бензином, сборку фрагментов в плоскую конструкцию с использованием шпилек, изготовленных из нержавеющей стали, разделку кромок под сварку, обезжиривание фрагментов и проведение аргонодуговой сварки с использованием проволоки из бронзы, содержащей 0,5-0,7 мас.% циркония, по линиям соединения фрагментов, зачистку сварных швов и пескоструйную обработку поверхности полученной конструкции.
Размещение шпилек на свариваемых торцах позволяет обеспечить силовое крепление фрагментов между собой и равномерный зазор под сварку между ними. Введение стальных шпилек на стадии, предшествующей сварке, позволяет повысить прочность сварного соединения. Создание прочных связей между фрагментами с помощью механического крепления и сварки позволяет повысить надежность конструкции.
Способ осуществляется следующим образом. Семь фрагментов латунного барельефа изготавливают из латуни с помощью литья. После этого фрагменты зачищают, снимают заусенцы и выравнивают торцевые поверхности. Затем фрагменты продувают воздухом и обезжиривают бензином.
Чистые фрагменты устанавливают на стеллаж, плотно подгоняя их друг к другу. Далее выполняют разметку под сверление и нарезку в отверстиях резьбы, после чего сверлят отверстия и нарезают резьбу. Выполнив эти операции, осуществляют сборку фрагментов, используя для этого шпильки, изготовленные из нержавеющей стали. После этого выполняют разделку кромок под сварку с последующей продувкой воздухом и обезжириванием. Разделку выполняли с двух сторон каждого фрагмента. Разметка и установка шпилек обеспечивали соосность фрагментов и их плоскостность между собой.
На чертеже показана схема указанной разметки и общий вид латунного барельефа, составленного из фрагментов. Элементами 1-7 обозначены фрагменты из латуни. Длина всей конструкции 1,8 м, ширина 1,4 м, толщина фрагментов около 25 мм.
Собранные фрагменты затем сваривают в местах разделки аргонодуговой сваркой с использованием присадки - проволоки из бронзы, содержащей 0,5-0,7 мас.% циркония. После сварки по разделкам с одной и другой стороны плоскости зачищают неровности в местах сварки, используя бормашину. Затем для создания ровной поверхности барельефа осуществляют пескоструйную обработку всей конструкции. Эта операция позволяет достичь ровной глянцевой поверхности латунного барельефа.
Ниже приведен пример осуществления способа.
Пример. Барельеф академика АН СССР А.Н. Туполева изготавливали из семи фрагментов, полученных литьем из латуни. После изготовления торцевые поверхности фрагментов зачищали, удаляя заусенцы и выравнивая торцевые поверхности. Затем продували воздухом, обезжиривали и снова продували воздухом. Чистые фрагменты устанавливали на стеллаж, плотно подгоняя их друг к другу. Делали разметку под сверление отверстий и нарезки в них резьбы. Сверление отверстий осуществляли на сверлильном станке, а нарезка резьбы была выполнена метчиком вручную. Далее фрагменты продували воздухом и обезжиривали бензином. Затем проводили сборку фрагментов с установкой шпилек M10, изготовленных из нержавеющей стали.
После сборки фрагментов осуществляли разделку кромок по их торцам с последующей продувкой воздухом и обезжириванием. Разделку осуществляли с двух сторон (плоскостей).
Далее проводили аргонодуговую сварку в местах разделок. В качестве присадки использовали проволоку диаметром 3 мм. Материал проволоки - бронза (медь с добавкой 0,5-0,7 мас.% циркония). Затем с поверхности в местах сварки зачищали неровности, применяя механическую обработку бормашиной. Далее изготовленную конструкцию подвергали пескоструйной обработке для создания ровной поверхности барельефа, после чего обдували воздухом высокого давления. Это обеспечило поверхности барельефа ровный глянцевый вид.