Технологія виправлення точкових ливарних дефектів тонкостінних елементів авіаційних деталей з високоміцних алюмінієвих сплавів дозованим наплавленням - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Технологія виправлення точкових ливарнихдефектів тонкостінних елементів авіаційних деталей з високоміцних алюмінієвих сплавів дозованим наплавленнямРобота виконана в Національному аерокосмічному університеті ім. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент «Харківський авіаційний інститут», м. Захист відбудеться «16 » грудня 2010 р. о 14 00 год на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.062.04 у Національному аерокосмічному університеті ім.Приблизно 50...60% деталей, що утворюють зовнішній контур сучасних літаків (відсіки корпусів, елементи крила і оперення), та деталей внутрішнього набору (шпангоути, балки, фітинги, кронштейни, важелі, качалки та ін.) можна виготовляти у вигляді монолітних конструкцій різними способами лиття. Незважаючи на вдосконалювання технологій лиття, в заготовках систематично спостерігаються ливарні дефекти, такі як: внутрішні й зовнішні усадочні раковини, недоливи, газові раковини, рихлоти (нещільна структура металу всередині або на поверхні деталі у вигляді червоточин), тріщини, піщані засори, флюсові й шлакові вкраплення різних розмірів. Відповідно до високоміцних алюмінієвих сплавів, відомі способи виправлення дефектів зварюванням (вольфрамовим електродом в інертних газах, киснево-ацетиленовим або мікроплазмовим) часто не задовольняють комплексу вимог щодо якості авіаційних деталей, що призводить до обмеження використання цих способів виправлення дефектів силових деталей літаків. У звязку з цим актуальним є дослідження нових способів виправлення ливарних дефектів зварюванням на авіаційних деталях з високоміцних алюмінієвих сплавів, які розширили б область застосування зварювання при усуненні дефектів, сприяли б збільшенню кількості відновлених деталей, підвищенню рівня автоматизації виробництва, поліпшенню умов праці. В основу дисертації покладено матеріали, які узагальнюють дослідження, виконані автором у межах реалізації держбюджетних тем Міністерства освіти і науки України: Д/Р 0100U003163 «Створення наукових основ дугового зварювання тонколистових конструкцій з алюмінієвих сплавів із прецизійним дозуванням присаджувального матеріалу та роздільним регулюванням нагріву мундштука й електрода, розробка обладнання для зварювання», Д/Р 0103U004094 «Наукові основи створення сучасних технологічних систем аерокосмічної галузі», Д/Р 0106U001045 «Методологічні основи проектування сучасних технологічних процесів виготовлення деталей і вузлів літальних апаратів».Процес заварювання дефекту дозованим аргонодуговим наплавленням полягає: в установці деталі таким чином, щоб обробка знаходилася на осі електрода; у подачі електрода до контакту з деталлю; в розмиканні контакту електрод-деталь і збудженні електричної дуги, зворотному русі електрода; у дуговому нагріванні деталі; у формуванні краплі необхідної маси з металу, що наноситься та перенесенні краплі в обробку імпульсним впливом потоку захисного газу. Потрібне теплопідведення до електрода для формування краплі необхідної маси часто відрізняється від теплопідведення до деталі, що істотно залежить від товщини металу. Нагрівання деталі дугою на першому кроці подачі електрода, коли капля має малий обєм, та формування необхідної її маси на другому кроці дозволяє гнучко регулювати температуру краплі, уникнути ерозії мундштука від дії високих температур, підвищити стабільність і точність нанесення металу у місце обробки деталі. а б в Способи дозованого наплавлення: а - з формуванням краплі в один крок подачі електрода; б - з попереднім підігрівом деталі дугою, що надходить від мундштука; в - з формуванням краплі у два кроки подачі електрода. У другому розділі наведено результати дослідження процесу точкового дугового нагрівання деталі, визначено його основні параметри і їхнє діяння на розміри зони термічного впливу.Розроблено новий спосіб дозованого наплавлення, який забезпечує високу ефективність виправлення ливарних дефектів тонкостінних елементів деталей літака з високоміцних алюмінієвих сплавів. Основними умовами є двокрокове подавання електрода, причому на другому кроці формування краплі необхідної маси відбувається при зменшеному струмі дуги, а також закрученні дуги магнітним полем. Запропоновано математичну модель нагріву деталі електричною дугою з вісесиметричною обробкою, що дозволяє визначати температурне поле деталі для заданих параметрів процесу. Досліджено термічні цикли нагріву металу під час заварювання дефекту. Показано, що ККД нагріву деталі дугою при дозованому наплавленні в досліджуваному діапазоні струмів лежить у межах 0.33...0.4, а коефіцієнт зосередженості дуги - 5...7 см-2.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ