автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Исследование и совершенствование технологического процесса формирования структуры сварных соединений высоконагруженных конструкций из титанового сплава ВТ20

На правах рукописи

003052090 Дёмышев Павел Геннадьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ20

05.02.01 - материаловедение (машиностроение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Комсомольск-на-Амуре 2007 г.

003052090

Работа выполнена в открытом акционерном обществе «Комсомоль-ское-на-Амуре авиационное производственное объединение им. Ю.А. Гагарина»

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

кандидат технических наук, доцент Долотов Борис Иванович

доктор технических наук, профессор Бабенко Эдуард Гаврилович

кандидат технических наук, доцент Сарилов Михаил Юрьевич

Ведущая организация: Институт машиноведения и металлургии

Дальневосточного отделения Российской академии наук г. Комсомольск-на-Амуре

. Защита состоится « 30 » марта 2007 г. в 1200 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.092.01 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» (ГОУВПО КнАГТУ) по адресу: 681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27. Факс: (4217)54-08-87, E-mail mdsov @ Knastu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «Комсомольского-на-амуре государственного технического университета».

Автореферат разослан « 28 » февраля 2007 г.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью организации, в двух экземплярах просим выслать по указанному адресу на имя учёного секретаря диссертационного совета.

Учёный секретарь диссертационного совета ДМ 212.092.01

кандидат технических наук, доцент

А.И. Пронин

Актуальность проблемы

Повышение требований к летным характеристикам современной авиакосмической техники привело к возрастанию потребности в материалах с улучшенным комлексом механических свойств. Титановые сплавы являются перспективным материалом для многих областей применения в авиакосмической технике благодаря их высокой удельной прочности, сопротивлению усталости, вязкости разрушения и коррозионной стойкости.

Титановые сплавы менее технологичны по сравнению со сталями и алюминиевыми сплавами из-за низкой теплопроводности, высокой химической активности, ограниченных возможностей холодной деформации. Это является одной из причин повышенного расхода материалов (титана, вольфрама, гелия, аргона и др.) при обработке титановых сплавов.

Некоторые технологические операции, и, прежде всего, сварка, термическая резка, связаны со структурными изменениями металла и появлением в нем дефектов.

Сопоставление стоимости материалов и технологии изготовления конструкций из титановых сплавов показывает, что экономическая целесообразность применения титановых сплавов в авиакосмической технике определяется затратами на их производство. Свойства сварных соединений титановых сплавов ниже, чем у основного деформируемого металла. Кроме того, титановые сплавы склонны к порообразованию при сварке и образованию холодных трещин после сварки.

Существует много работ по улучшению металла шва, особенно тонкостенных конструкций, с использованием высококонцентрированных источников энергии. Но на сегодняшний день бездефектное получение металла шва крупногабаритных конструкций очень трудоёмко и дорогостояще.

Поэтому актуально совершенствование существующих и разработка новых эффективных технологических процессов изготовления и термической обработки с использованием высококонцентрированных источников энергии (лазерный, плазменный, электронно-лучевой и др.) при изготовлении штам-посварных конструкций из титановых сплавов летательных аппаратов (ЛА).

Цель работы. Повышение качества, снижение трудоёмкости изготовления высоконагруженных титановых конструкций за счет разработки и промышленного внедрения перспективных технологий формирования металла шва с механическими свойствами, обеспечивающими высокую над

ность силовых конструкций.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1. Аналитическая оценка уровня дефектности высоконагруженных титановых конструкций летательных аппаратов.

2. Исследования причин появления пористости в металле шва и влияния вольфрамовых включений и нерасплавленной проставки на свойства и надежность конструкций.

3. Металлографические и электронно-микроскопические исследования формирования поверхности раздела и её влияние на структуру металла шва крупногабаритных титановых конструкций.

4. Оптимизация формирования структуры металла шва повышенной толщины.

5. Экспериментальные исследования свойств металла шва высоконагруженных титановых конструкций, изготовленных по разработанным технологическим процессам их изготовления.

6. Производственные испытания и внедрение технологических процессов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- выявлены закономерности влияния величины вольфрамовых включений и нерасплавленной проставки на махоцикловую усталость сварных титановых конструкций;

- впервые установлена причина образования пор в металле шва из-за неполного расплавления проставки;

- установлена принципиальная возможность получения высококачественного металла шва при сварки погруженным вольфрамовым электродом (СПВЭ) по необработанным кромкам, подготовленным гидроабразивным раскроем;

- разработана новая технология многопроходной СПВЭ, обеспечивающая проплавление свариваемых заготовок толщиной 110-120 мм, защищенная патентом;

- экспериментальными исследованиями установлено, что вид сварки оказывает влияние на механические свойства металла шва титановых конструкций: временное сопротивление разрыву для СПВЭ при статических испытаниях меньше, чем при электронно-лучевой сварке (ЭЛС), а ударная вязкость значительно выше;

- электронно-микроскопическими исследованиями макро- и микроструктуры установлены размеры зон термического влияния металла шва, величина столбчатых кристаллов и размеры площади а- и Р-пластин по зонам

металла шва, что позволило выявить причину различия значений механических свойств металла швов, выполненных СПВЭ и ЭЛС. Показано, что чем больше скорость охлаждения литого метала тем меньше а-пластины в первичном зерне и выше предел прочности у титанового сплава ВТ20.

Достоверность полученных результатов подтверждается обоснованностью принятых допущений, обоснованностью методов расчета и моделирования и положительной оценкой экспертизы, связанной с признанием изобретением предложенного технического решения.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

- разработаны технологические процессы изготовления штампосвар-ных конструкций из титановых сплавов, исключающие металлические включения и порообразование в металле шва, обеспечивающие высокую надежность конструкций, обеспечивающие снижение трудоемкости изготовления, повышение КИМ и получение деталей с новым комплексом свойств;

- разработана и внедрена в производство усовершенствованная технология получения высококачественного (без пор и вольфрамовых включений) металла шва в титановых конструкциях толщиной 60-120 мм за счет использования неплавящегося тороидального электрода;

- разработана технология формирования структуры поверхности кромок заготовок с использованием высококонцентрированных источников энергии, обеспечивающая высокое качество металла шва, повышение КИМ и снижение трудоёмкости;

- технологические процессы нашли своё применение на ОАО «КнАА-ПО», разработаны рекомендации по внедрению их в отрасли;

- результаты работы включены в учебный процесс выполнения курсовых и дипломных проектов в ГОУВПО КнАГТУ на кафедрах ТСП, КМТНМ и ТС.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Анализ дефектов металла шва сварных соединений, их влияние на свойства и надёжность титановых конструкций, обоснование методов их устранения на базе известных теоретических закономерностей порообразования и достижений в решении проблемы.

2. Результаты исследования формирования поверхности раздела в зависимости от вида раскроя и последующей обработки заготовки, её влияние на структуру металла шва.

3. Экспериментально установленные и научно обоснованные условия формирования структуры металла шва повышенной толщины в толстостенных титановых конструкциях;

4. Результаты сравнительных испытаний механических свойств, химического состава и усталостной прочности сварных конструкций, выполненных по разработанным технологическим процессам.

Личный вклад автора состоит в постановке задач исследования; анализе дефектов сварных титановых конструкций; анализе литературных источников; в проведении аналитической оценки рельефа поверхности раздела кромок; в проведении экспериментов, получении данных и обработке их результатов; в проведении оптических, металлографических, физико-механических исследований и формулировании выводов.

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях, совещаниях и семинарах: Всероссийская научно-техническая конференция МАТИ - сварка XXI века «Технология, оборудование и подготовка кадров в сварочном производстве», Москва, 2003 г.; Дальневосточный инновационный форум «Роль науки, новой техники и технологии в экономическом развитии регионов», г. Хабаровск, 2003 г.; III конкурсная конференция молодых специалистов авиационных, ракетокосмических и металлургических организаций России «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике», г. Королёв. 2004 г.; II научно-практическая конференция молодых учёных и специалистов «Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности», ОКБ «Сухого», г, Москва, 2004 г.; XX научно-техническая конференция ОАО «КнААПО» «Созданию самолётов высокие технологии», г. Комссмольск-на-Амуре, 2005 г. Международная научно-техническая конференция, посвященная 75-летию ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ «Вопросы авиационного материаловедения», г. Москва, 2007.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ, подана заявка на изобретение и получен патент.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, списка литературы и приложений. Материалы работы изложены на 136 страницах, содержит 24 таблиц и иллюстрированы 46 рисунками. Список литературы содержит 60 наименований.

Автор искренне признателен всем коллегам за содействие в выполнении настоящей работы, лично научному руководителю к.т.н., доценту Б.И. Долотову и научному консультанту д.т.н., профессору В.И. Муравьёву за консультации, поддержку и внимание к работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Но введении обосновывается актуальность темы диссертация и приведена общая характеристика работы.

В первой главе приведена аналитическая оценка уровня дефектности высокшагруженных титановых конструкций летательных аппаратов.

Анализ дефектов, выявленных при рентгенографии 3380 мест, показал, что обнаруживаются такие дефекты, как поры, нерасплавленная проставка (непровар), вольфрамовые включения. Как видно из данных рис. 1, общий уровень дефектности не превышает 2 %, а в зависимости от сечения свариваемых заготовок колеблется от 0,5 до 1,0 %.

□.Нерасплавленная проставка спорь

□ Вольфрамовые включения С Общий уровень дефектности

толщина свариваемы к заготовок, ни

Рисунок I - Гистограмма уровня дефектности в зависимости от вида дефекта и Толщины свариваемых штамповок по результатам рентгеноконтроля 3880 мест 24 видов шпангоутов

По видам дефектов наибольший уровень дефектности составляют вольфрамовые включения (рис. 2), чуть меньше - поры и минимальное - нерасплавленная проставка (непровар) (рис. 3). Величина пор и вольфрамовых включений составляет в основном около 2 мм, нерасплавленная проставка (не про вар) - в пределах 4 мм, все дефекты располагаются преимущественно в центральной зоне металла шва. При сварке за один проход дефектов почти в два раза меньше, чем при сварке в два прохода. Дефектов в околошовной зоне и зоне термического влияния нет.

" ■ Г'- ^-- ".

Рисунок 5 - Нерасплавленная простапка

Исследования уровня дефектности (рис. I) показывают, что такие дефекты, как нерасплавленная проста пка (непровар) и вольфрамовые включений связаны с малой илубйной иропдавления за один проход при С11ВЗ и низкой стойкостью вольфрамовых электродов. Сведения о влиянии этих дефектов на надежность конструкции отсутствуют. Кроме того в работах Ф.Р. Куликова, В .В. Рсдчии.а и В.В. Хохлова имеются противоречивые сведения по порообразованию в сварных швах большой толщины, что требует уточнение причины появления пор.

В рабочих Б.И. Дологова и В.И. Муравьёва показаны способы увеличения эрозионной стойкости вольфрамовых электродов за счет изменения их конфигурации. Но эти способы не позволяют получать качественный металл шва у конструкций толщинами более 85 мм. Известны работы по использованию ЭЛС Для получения металла швов повышенной толщины, но применение данном способа требует больших затрат к отсутствует сравнительная оценка влияния известных способов на надежность сварных конструкции.

Решение поставленных задач позволит получать структуру металла шва с заданными механическими и физико-химическими свойствами, которые позволят улучшить технологию их производства и повысят надежность высок олафуженных титановых конструкций.

Во второй главе приведены исследования влияния на надежность конструкций вольфрамовых включений н нерасплавленной лроставки, причин порообразования в свар(шх швах и влияния вида раскроя заготовок на формирование металла шва.

Исследования проводили на темп летах 300x200x64 мм из гита но во го сплава ВТ20 с проставкой из листа ВТ 1-00 толщиной 4 мм. Подготовка кромок под сварку проводилась чистовым фрезерованием с последующим обезжириванием ацетоном и обезвоживанием спиртом. При исследовании вольфрамовых включений, в зазор между заготовками добавлялась вольфрамовая крошка различной величины. Образцы подвергались отжигу и вакууме 750 °С ! ч. (печь УВН 1545). Из темплетов вырШяись образцы для испытаний механических свойств, макро- и микроисследований. Микроисследования проводились на оптическом микроскопе «АХЮУБЛТ 1 00Л» II электронном микроскопе ШО ,15 М-5600. Для проведения исследования влияния раздела кромок под сварку на формирование металла шва раскрой те мт лето в производился газокислородной резкой, плазменной и гидроабрЗЗНвной. Предварительная подготовка свариваемых кромок не проводилась, кроме обезжиривания ацетоном с последующим обезвоживанием спиртом.

Из данных рисунка 4 видно, что вольфрамовые включения и нерасплавленная простаэка оказывают существенное влияние на механические свойства особенно на малоцикловую усталость. Если прочность при величине вольфрамового включения до 4 мм снижается в 1,5 раза, то малоцикловая усталость снижается на 2 порядка, а при нерасплавленной просгавкс \\г 1 порядок.

Рисунок 4 - Влияние величины вольфрамовых включений и перасплавленой просгаикп на механические свойства сварных соединенна: 10' - число циклов до разрушения

Йрн нерасплавленной проста икс 4мм

Макро- и микроисследованиями установлено, что между вольфрамовым включением и металлом шва наблюдается четкая границ:., а для нерасплавленной проставки такой границы не существует. К тому *ё, в самой нерасплавленной просгавкс четко видны поры, свплетельствч юшне о начале плавления металла по границам зерен (рис 51.

al 61

Рисунок 5 - Микроструктура зоны взаимодействия вбльфрамсвОго включения (а) и нерасплавленной проста я к» с металлом шпа (увеличение х500)

Таким образом, нерасплавленная приставка может служить причиной образования пор из-за отсутствия переплава в зоне перекрытия сварных швов при двусторонней сварке.

Макро- и микроисследованиями {рис. 6), замерами микротвердостн и анализом химического состава (табл. !) установлено, что вид раскроя материала оказывает существенное влияние на формирование структуры поверхности реза заготовок. Максимальная глубина измененного поверхностного слоя наблюдается при газокислородной резке и составляет 3-5 мм (особенно на выходе факела), для плазменного - 1,5-2 мм; для гидроабразианого - I мм.

Таблица 1

Химический состав поверхности свариваемых образцов после различных ви-

дов£аскроя

Вид раскроя Химический состав, % П эимеси, %

Al Мо V Zr Нг 02 N2

Гидроабразивная резка 5,23 2,03 2,68 2,30 >0,015 0,23 0,08

6,54 1,60 2,39 2,21 0,0032 0,05 0,027

Плазменная резка 7,00 1,42 1,80 2,40 0,022 0,12 0,28

6,40 1,68 2,33 2,19" 0,0046 0,073 0,036

Газокислородная резка 1,30 1,89 2,46 3,23 0,02 3,80 1,50

6,20 1,63 2,34 2,18 ¡ 0,01 0,16 0,02

В основном металле 6,32 1,65 2,30 2,21 0,0047 0,079 0,031

Примечание: В числители указаны значения с поверхности образной. & знаменателе - после удаления измененною слоя

Раскроенные образцы подвергались сварке на режимах, учитывающих условия дегазации металла шва с коэффициентном фугитивности К, равным 35,64х104 кДж/м:, рассчитанным по формуле К={/С„-1ЛКХ''^})> где /с„ - сварочный ток, и - дуговое напряжение, v - скорость сварки, 1и - уровень заглубления электрода.

Газокислородная резка

Плазменная резка

Газокислородная резка

Г и дроабраз явная резка

Рисунок 6 - Макро- (а) и микроструктура (6) поверхности раздела в зависимости

от вид:» раскрои

Инд ра;кроя не оказывает существенного влияния на формирование структуры металла шва. Единственное влияние оказывает величина рельефа поверхности реза: из-з.я неплотного прилегания поверхности заготовок, раскроенных газокислородным способом происходит значительная усадка металла шва, как видно нз рисунка 7.

Í'ncvdtiií 7 - Макроструктура металла шва после газокислородной резки

Исследованиями механических свойств (табл. 3), химического состава и П(зонасыщ( ния металла шва (табл. 4) установлено, что механические свойства, химический состав и газовые примеси N2, 03, Н2 для веек видов раскроя соответствует требованиям, предъявляемым к металлу шва деталей ответственного назначения.

Таблица 3

Механические свойства сварных соединений при различных видах раскроя

Вид раскроя перед сваркой Металл шва Основном металл

|_МПа ^0.2 мш 5,% МПа CTo.J МПа Sv% Ч\%

Фрезерование 1040 980 14 22 960 915 14 28

Гн дроабрази вн;1Я _резка 101Э 940 12 22 970 920 13 26

Плазменная резка 1003 925 И 24 990 920 13 26

Газокислородна резка 99Í 910 12 25 990 925 12 26

Таблица 4

Ппонасыщение металла шва

Коэффициент фугитившлтн К, кДяс/м Содержание газов (по массе), %

сварной шов основной металл

И? Oj N; О; N3

35,64- "о4 0,0023 0,052 0,0253 0,0028 0,048 0,024

Примечание: В 'таблице приведены средне значения для всех Видов раскрой

Результаты исследований удовлетворительно согласуются с данными работы Долотова Б.И. и объясняются высокоэффективным саморзфинирова-нкем металла шва в процессе сварки.

Таким образом, установлена принципиальная возможность получения качественного металла шва в соединении при СПВЭ по необработанным кромкам, подготовленным различными методами резки, особенно, после плазменной и гидроабразивной, а газокислородная резка может быть использована для СПВЭ деталей оснастки.

В третьей главе приведены исследования оптимизации формирования структуры металла шва повышенной толщины.

Сущность способа сварки погруженным вольфрамовым электродом заключается в заглублении столба дугового разряда и конца вольфрамового электрода ниже поверхности основного свариваемого материала. Между сварочным током и заглублением электрода /;, существует строгая корреляция, которая обусловлена в первую очередь формой заточки вольфрамового электрода и, в меньшей степени, свойствами свариваемого материала, дугового напряжения.

Сравнительные исследования проплавляющей способности традиционным электродом с конусной заточкой и электродов с тороидальной заточкой показали, что стойкость электродов различна. Для традиционного при величине заглубления 24 мм и максимальной глубине проплавления 40 мм за один проход и 1св = 1600 А происходит его полное разрушение, а для тороидального электрода при сварочном токе порядка 2500 А и глубине проплавления за один проход до 60 мм его стойкость остаётся удовлетворительной. Результаты исследований приведены на рисунках 8 и 9.

1с

и.л

/

/

/

"V

10 и, „

Рисунок 8 - Зависимость сварочного тока от Рисунок 9 - Изменение площади рабочей по-заглублення электрода при скорости сварки верхности (5Р„) и расчетной силы сварочного □ - 1 мм/с; ® - 1.5 мм/с: х - 2 мм/с тока (!„) в зависимости от радиуса тора

Причиной увеличения проплавляющей способности и стойкости тороидальных вольфрамовых электродов являются условия формирования сварочной дуга под действием эффекта самофокусирования, теоретически обоснованного в рэботе Б.И. Долотова и экспериментально зафиксированного киносъёмкой (plie. 10).

I I Л> ЦРП lljft 'ШЯЧЖЛЛЛЬМЫИ

ялпкгеод tur. i ri i,i

Рисунок 10 - КиносъЕмка процесса горения дуги

Произведенные по математическим моделям расчеты дуги тороидального электрода показали наличие силы, сжимающей дугу. Эту силу можно определить пс формуле.

р . М ( 1У

* '

где /— сварочный ток, щ - магнитная постоянная, ¡/<, - диаметр центрального от вере гия электрода, А - коэффициент, учитывающий длину дуги.

При I — 1 ООО А, йи = ! О мм сжимающая сила по принятым расчетам составит ~ 40(1 Н/м".

Аналнэсм макроструктуры металла шва было подтверждено увеличение проплавляющей способности. Если при СПВЭ с традиционным электродом проплав с зоной термического влияния имеет полусферическую форму, то сварной шэв, образованный тороидальным электродом, имеет выраженный клиновидный характер, что подтверждает наличие самофокусирующего эффекта коль ценой дуги.

Полученные экспериментальным путем результаты свидетельствуют о неоспоримых преимуществах тороидального электрода: способности к самофокусированию дуги, высокой эрозионной стойкости и проплавляющей способности, что позволило практически исключить пористость и вольфрамовые включения.

Таким образом, использование тороидального вольфрамового электрода дает возможность получить высококачественный металл шва толщиной 80-90 мм, за два прохода при этом увеличить стойкость электрода, снизить расход вольфрама на формирование тора при заточке электрода и использовать трубные заготовки электрода. При этом появилась возможность перехода к многопроходной сварке погруженным вольфрамовым электродом. Ьыла разработана технология получения металла шва у конструкций толщинами до 100-120 мм с обеспечением качественной защиты и сокращением трудоёмкости (рис. 11).

Рисунок 11 - Структура металла шва верхней части заготовки толпиноЙ 80 мм (а) и чаготовкн толщиной 120 мм (б) выполненного СПЮ

Альтернативным СПВЭ методом сварки толстостенных ответственных титановых конструкций к является ЭЛС (рис. 12), главными преимуществами которой высокое качество швов и значительная глубина проплавления, Однако в производственных условиях намного удобнее и проще использовать сварку погруженным вольфрамовым электродом, которая может в некоторых случаях составить конкуренцию ЭЛС; так как обладает следующими преимуществами:

• отсутствие операции предварительной разделки кромок, в результате чего облегчается процесс подготовки свариваемых элементов и их сборка;

• заметное сокращение удельных энергозатрат;

• применимость к большинству промышленных сплавов;

• сокращение производственного цикла при значительно большей производительности труда.

Это свидетельствует о том, что при изготовлении летательных аппаратов нет универсального способа получения качественного металла шва и в зависимости от конструктивных особенностей возникает необходимость применения того или иного вида сварки.

Рисунок 12 - Макроструктура металла шва, выполненного ЭЛС

В четвертой главе приведены экспериментальные исследования свойств металла шва, полученного по разработанным технологическим процессам, металлографические В электронно-микроскопические исследования его структуры.

Исследования проводили на образцах имитаторах из титанового сплава ВТ20 размерами 200x300 мм различной толщины сваренных ЭЛС и СПВЭ тороидальным электродом и термически обработанным по принятой технологии. Вырезку образцов проводили таким образом, чтобы исследовать характеристики металла шва, зоны термического влияния (3"]"В) и основного металла. Испытания малоцикловой усталости проводились на разрывной машине типа «ЬОЭЕМСНАI)5ЕЬ)» частота иагружения 400 циклов/мин при

Как видно из данных рисунка ¡3 вид сварки оказывает влияние на механические свойства металла шва титановых конструкций из титанового сплава ВТ20. При СПВЭ временное сопротивление разрыву при статических испытаниях несколько меньше, чем при сварке ЭЛС. При этом ЭЛС характеризуется меньшим разбросом данных. Ударная вязкость при СПВЭ значительно превышает значение ударной вязкости при ЭЛС, Все исследованные величины механических свойств не выходят за пределы требований к высоко! из груженным титановым конструкциям.

[□сгГеэ_вЗлс]

Прадал прйчности О^.МЛа

а)

[сэгс ■ СГ16э|

1 [U1

б)

[цСПВЭ ■ ЭПУ1

е I ï I

О С-с иэ и о

в)

PhcViíok IJ ■ Механический свойства сварных швов а - о„. fi - .....я - N„

Чисмяо циклон Nu 4 0

Распределение газов К2, 03, НЬ как при сварке СПВЭ, так н ЭЛС находятся в Пределах допуска для соединений ответственного назначения и составляют: для кислорода - 0,043-0,079 %, для азота - 0,019-0,034 %, для водорода - 0,0027-0,0088 %; а для основного метала: кислород - 0,064 %, азот -0,026%, водород - 0,0054%.

Характер распределения примесей водорода для СПВЭ и ЭЛС практически одинаков, данные содержания водорода в металле шва ниже содержания водорода ¡1 основном металле, что удовлетворительно согласуется с данными СМ. Гуревнча, как видно изданных рисунка 14.

(□Металл шаа с Зона сплавления ПЗТВ!

о.№1 сак одна о,оо* со« о.мб ь.ечп о.вде о ои с:1:

н,Л

а)

[рМегтапп шва Ш Зона сппавления 1]ЗТВ |

И,.* б)

Рисунок 14 - Распределение водорода п характерных зонах сварного шва - СПВЭ, 6 - ЭЛС

Электронно-микроскопическими макро- и микрО}|сследовашгями было установлено, что размеры зон термического влияния, металла шва. величина столбчатых кристаллитов при сварке титановых заготовок одной И той же толщины зависят от способа сварки и составляют: для образцов 5=40 мм при СПВЭ ЗТВ 7-9 мм, метал шва 38-40 мм ширина кристаллита 1,5-3 мм при ЗЛС ЗТВ 0,8-] мм, метал шва 8-10 мм ширина кристаллита 0,5-1,! мм как видно из данных рисунка ] 5.

ЗТВ Метал шва

б)

Рисунок 15 - Макро- и микроструктура сварного шва: я - СПЮ. о ЭЛС

Различия в значениях механических свойств металла шва, выполненных СПВЭ и ЭЛС можно объяснить с одной стороны использованием вставки из технически чистого титана ВТ1-00 Ь стыке при СПВЭ, приводящее к снижению степени легированности сварного шва и соответственно, повышению ударной вязкости, с другой стороны] вследствие больших тепловложе-ний при СПВЭ скорость охлаждения образцов замедлена по сравнению с ЭЛС, медленное охлаждение от температур нагрева в «->[5-области способствует повышению пластичности сплава в|г20 - происходит перераспределение легирующих элементов, причем молибден, ванадий и цирконий сегрегируют на границе раздела фаз, образуя прослойки стабильной Р-фазы при 20 °С. Последнее предположение подтверждается исследованием размеров площади а- и Р-пластин по зонам сварного шва, как видно из данных таблицы 5.

Таблица 5

Зависимость средней площади зерна от вида сварки

Вид сварки Средняя площад^ зерна по зонам

S, S2 Sjl S4 S5

а Р а 3 а Р а Р а Р

СПВЭ 419,44 183,06 769,13 147,52 642,88 113.6 1031,56 124,19 829,24 102,38

ЭЛС 386,43 409,81 284,68 307,37 362,31 525, S3 1220,81 273,69 1447,59 362,31

Примечание 8; - центр сварного шва, Бз - метал шва, Бз зона сплавления, 84 — ЗТВ, 55 - основной метал

Исследования кинетики процесса разрушения по акустическим параметрам при растяжении образцов позволили количественно оценить влияние режимов термической обработки на свойства металла шва и основного металла псевдо-а-тнтанового сплава ВТ20, как видно из данных рисунка 16.

Диаграммы суммарного с*тя Диаграммы суммарной жерпм Диаграммы интенсивное ГЦ

О 20 40 60 80 100 120 140 О 20 40 60 so '|00 120 140 0 20 40 60 SO НЮ 120 140 Время, с Оречя. с lii*ii».e

Рисунок 16-Диаграммы акустических параметров при растяжении образцов псевдо-а-тнтанового сплава ВТ20: а - накопление импульсов АЭ; б - накопление энергии; в - интенсивность АЭ: /- исходное состояние; //-отжиг 970 °С. 40 мин и 850 °С. 1ч:/- ос, I _ '

новнои металл; 2 - сварной шов

Общие выводы

1. Для повышение надёжности высоконагруженных конструкций из титановых сплавов используемых в ЛА и экономической целесообразности их изготовления, предложено использовать при раскрое заготовок высококонцентрированные источники энергии, формирование саморафинирующейся структуры металла шва за счёт эффекта самофокусирования дуги. Разработан технологический процесс образования металла шва повышенной толщины электрической дугой и электронным лучом, обеспечивающий высокие эксплуатационные свойства конструкций.

2. Теоретически обоснована и практически показана возможность управления параметрами структурных составляющих, как при охлаждении металла шва, так и при последующей термической обработке, влияющих на механические свойства и надёжность титановых конструкций. Уменьшение толщин а- и Р-пластин приводит к увеличению прочности металла шва. Закономерности изменения параметров АЭ после термообработки в интервале предпре-вращения у металла шва и основного металла идентичны, что свидетельствует об упорядочении кристаллической неоднородности и улучшении их свойств.

3. Обнаружено, что наличие вольфрамовых включений в металле шва величиной 0,5-4 мм приводит к уменьшению малоцикловой усталости на 2 порядка и вызвано отсутствием диффузионного взаимодействия вольфрама с расплавленным титаном.

4. Установлено, что процесс плавления проставки из технического титана ВТ 1-00 начинается на стыке границ зёрен и при переходе его в расплавленную ванну образует в этих зонах поры, которые приводят к снижению малоцикловой усталости конструкций на порядок.

5. При увеличении толщины металла шва в конструкции, наилучшие результаты качества металла шва получены при формировании его тороидальным неплавящимся электродом с двух сторон на глубину 80 мм и последующем заполнением паза с обеих сторон на глубину по 20 мм.

6. Установлено, что оптимальной формой кромки для формирования металла шва является кромка, образованная гидроабразивной резкой и плазменной резкой. Изменение поверхностного слоя сформированной кромки составляет 0,5-1 мм для гидроабразивной резки и 1,5-2 мм - при плазменной, что при соблюдении коэффициента фугитивности К=35,64х104 кДж/м2 позволяет получать качественную форму металла шва с высокими показателями его механических свойств за счёт эффекта саморафинирования, что позволяет использовать его для изготовления ответственных титановых конст-

рукций. Газокислородная резка обеспечивает высокие механические показателя металла шва, но из-за грубого рельефа кромок после сварки в металле шва наблюдается значительная усадка, что позволяет использовать этот способ только для изготовления оснастки.

7. Сравнительными исследованиями металла шва, полученного электрической дугой и электронным лучом, всех толщин вплоть до максимальной установлено, что величины механических свойств не выходят за пределы требований предъявляемых к высоконагруженным титановым конструкциям. При формировании металла шва электрической дугой временное сопротивление разрыву несколько меньше, а ударная вязкость выше, в сравнении с металлом шва, сформированного электронным лучом. Малоцикловая усталость практически мало различается. Различия в значениях механических свойств вызваны изменениями в структуре металла шва из-за разной скорости охлаждения при кристаллизации,! что позволяет улучшать механические свойства путем изменения скорости |кристаллизации металла шва, это подтверждается электронно-микроскопическими исследованиями микроструктуры металла шва.

8. Исследованиями химического состава и примесей газов установлено, что распределение газов N7, О,, Н2 как при сварке СПВЭ, так и ЭЛС находятся в пределах допуска для соединений ответственного назначения и составляют: для кислорода - 0,043-0,079 %, для азота - 0,019-0,034 %, для водорода - 0,0027-0,0088 %, а для основного метала: кислород - 0,064 %, азот - 0,026 %,

водород - 0,0054 %. Закономерности рительно согласуется с данными С.М.

распределения примеси Н2 удовлетво-Гуревича, а именно: в металле шва со-

держание Н2 ниже, чем в основном металле.

9. Разработанные рекомендации по изготовлению титановых конструкций прошли опытно-промышленные испытание на КнААПО. Готовится техдокументация для их внедрения в серийное производство отрасли. Экономический эффект от внедрения технологии составил 145607,47 руб. в год.

10.Результаты работы внедрены в ^чебный процесс на кафедрах МТНМ, ТСП и ТС КнАГТУ в курсах «Материаловедение и технология производства материалов», «Технология производства сварных конструкций», «Технология производства самолётов».

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Долотов, Б. И. Синергетические механизмы самоорганизации технических систем с позиции основных принципов их развития / Б. И. Долотов, С. В. Краснокутский, П. Г. Демышев // Роль науки, новой техники и технологии в экономическом развитии регионов: Дальневосточный информационный форум (Хабаровск, 2003 г.). Сборник научных трудов сотрудников КнААПО : вып. 2. - М.: Изд-во "ЭКОМ", 2003. - С. 81-87.

2. Демышев, П. Г. К возможности многопроходной сварки титановых сплавов погруженным электродом / П. Г. Демышев, Б. И. Долотов, Б. Н. Марьин // Сварка в Сибири. -. 2003. - №2 (10). - С. 31 - 32.

3. Долотов, Б. И. Многопроходная сварка погруженным вольфрамовым электродом / Б. И. Долотов, П. Г. Демышев // МАТИ - сварка XXI века. Технология, оборудование и подготовка кадров в сварочном производстве : Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции. - М. : "МАТИ"-РГТУ им. К.Э Циолковского, 2003. - С. 151 - 153.

4. Долотов, Б. И. Организующие механизмы в макросистемах / Долотов Б. И., Демышев П. Г. // МАТИ - сварка XXI века. Технология, оборудование и подготовка кадров в сварочном производстве : Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции. - М. : "МАТИ"-РГТУ им. К.Э Циолковского, 2003. - С. 240 - 243.

5. Долотов, Б. И. Сварка погруженным вольфрамовым электродом: перспективы развития / Б. И. Долотов, П. Г. Демышев // Некоторые вопросы сварки изделий атомной техники. - М.: ФГУП ВНИИНМ, 2004. - 172 - 177 с.

6. Демышев, П. Г. Особенности сварки толстостенных конструкций из титановых сплавов погруженным вольфрамовым электродом / П. Г. Демышев, А. Н. Гребенников // Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике: тезисы докладов III конкурсной конференции молодых специалистов авиационных, ракетно-космических и металлургических организаций России ; Королев : ИПК "Машприбор", 2004. -С. 47-50.

7. Долотов, Б. II. Перспективы использования сварки погруженным вольфрамовым электродом / Б. И. Долотов, П. Г. Демышев, С. Б. Марьин // Авиационная промышленность. - 2004. - № 2. - С. 61-64.

8. Демышев, П. Г. Экспресс-ФСА процесса сварки погруженным вольфрамовым электродом / Демышев П. Г., Марьин С. Б. // Сварка в Сибири. 2004. -№ 1.- С. 31 - 34.

9. Демышев, П. Г. Многопроходная сварка погруженным вольфрамовым электродом конструкций повышенной толщины / П.Г. Демышев // Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности :

статьи и материалы Второй научно-практической конференции молодых ученых и специалистов : - М.: Изд-во МАИ, 2004. - С. 377-379.

10. Долотов, Б. И. Сварка погруженным вольфрамовым электродом: перспективы развития / Б. И. Долотоз, П. Г. Демышев // Технологические системы. - 2005. - № 3. - С. 61 - 64.

11. Демышев, П. Г. Особенности сварки толстостенных конструкций из титановых сплавов погруженным вольфрамовым электродом / П. Г. Демышев, А. Н. Гребенников // Созданию самолетов - высокие технологии : материалы XX научно-технической конференции ОАО "КнААПО им. Ю.А. Гагарина" ; Комсомольск-на-Амуре, 2004 г. - М.: Изд. "Можайск-Терра", 2005. -С. 219-223.

Федерация, МПК7 В 23К 9/23, 9/167, сварки титановых сплавов / Б. И. Долотов, П. Г. Демышев, В. И. Паньки^, С. Н. Бубенин, А. А. Кузнецов, А. С. Харченко ; Патентообладатель ОАО «КнЛАПО им. Ю. А. Гагарина» - № 2004103525/02 ; заявл. 06.02.04; опубл. 20.10.05, Бюл. № 29 - 4 с.

13. Муравьёв, В. И. Особенности формирования структуры металла шва в титановых сплавах при сварк^ погруженным вольфрамовым электродом и электронно-лучевой сварке /EÍ. И. Муравьёв, Б. И. Долотов, П. Г. Демышев // Вопросы а виационного материаловедения : материалы Международной научно-технической конференции, посвящённой 75-летию ФГУП

12. Пат. 2262425 Российская 33/00//В 23К 103:14. Способ дуговой

«ВИАМ» ГНЦ 2007.- С.

РФ ; Москва, 200

7. - М.: ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ,

Подписано в печать 26.02.2007 Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Усл. Печ. л. 1,40. Уч.-изд. л. 1,35. Тираж 100. Заказ 20410. Полиграфическая лаборатория Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольского- на- Амуре государственного технического университета» 681013,Комшмольск-на-Амуре, пр. Ленина, ¿7

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ТИТАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ.

1.1. Основные факторы технологических операций производства толстостенных конструкций из титановых сплавов, влияющих на их свойства и структуру.

1.2. Анализ дефектов, возникающих при производстве толстостенных конструкций из титановых сплавов.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ВОЛЬФРАМОВЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ И НЕРАСПЛАВЛЕННОЙ ВСТАВКИ НА НАДЕЖНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ, ПРИЧИН ПОРООБРАЗОВАНИЯ В СВАРНЫХ ШВАХ И ВЛИЯНИЯ ВИДА РАСКРОЯ ЗАГОТОВОК НА ФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА

2.1.Общие закономерности взаимодействия газов с металлами

2.2. Аналитическая оценка закономерностей рафинирования металла шва при плавлении и кристаллизации.

2.3. Исследование влияния вольфрамовых включений и нерасплавленной вставки на надежность конструкций, причин порообразования в сварных швах.

2.4. Исследования влияния вида раскроя заготовок на формирование металла шва.

2.4.1. Исследование процесса формирования металла шва после раскроя заготовок плазменной резкой.

2.4.2. Исследование процесса формирования металла шва после раскроя заготовок газокислородной резкой.

2.4.3. Исследование процесса формирования металла шва после гидроабразивного раскроя заготовок.

Глава 3. ОПТИМИЗАЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ

МЕТАЛЛА ШВА ПОВЫШЕННОЙ ТОЛЩИНЫ.

3.1. Особенности процесса сварки погруженным электродом.

3.2. Сравнительные исследования проплавляющей способности традиционным электродом с конусной заточкой и электродов с тороидальной заточкой.

3.3. Исследование формирования металла шва повышенной толщины комбинированным способом. ш

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА ШВА, ® ПОЛУЧЕННОГО ПО РАЗРАБОТАННЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССАМ, МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЕГО СТРУКТУРЫ.

4.1. Сравнительные исследования химического состава и механических свойств металла шва.

4.2. Электронно-микроскопические исследования макрои микроструктуры металла шва выполненного СПВЭ и ЭЛС.

4.3. Исследования влияния термической обработки на свойства металла шва по параметрам акустической эмиссии.

Актуальность проблемы

Повышение требований к летным характеристикам современной авиакосмической техники привело к возрастанию потребности в материалах с улучшенным комлексом механических свойств. Титановые сплавы являются перспективным материалом для многих областей применения в авиакосмической технике благодаря их высокой удельной прочности, сопротивлению усталости, вязкости разрушения и коррозионной стойкости.

Титановые сплавы менее технологичны по сравнению с авиационными сталями и алюминиевыми сплавами из-за низкой теплопроводности, высокой химической активности, ограниченных возможностей холодной деформации. Это является одной из причин повышенного расхода материалов (титана, вольфрама, гелия, аргона и др.) при обработке титановых сплавов.

Некоторые технологические операции, и, прежде всего, сварка, термическая резка, связаны со структурными изменениями металла и появлением в нем дефектов.

Сопоставление стоимости материалов и технологии изготовления конструкций из титановых сплавов показывает, что экономическая целесообразность применения титановых сплавов в авиакосмической технике определяется затратами на их производство. Механические свойства сварных соединений титановых сплавов ниже, чем у основного деформируемого металла. Кроме того, титановые сплавы склонны к порообразованию при сварке и образованию холодных трещин после сварки.

Существует много работ посвященных улучшению характеристик металла шва, особенно тонкостенных конструкций, с использованием высококонцентрированных источников энергии. Но на сегодняшний день бездефектное получение металла шва крупногабаритных конструкций очень трудоёмко и дорогостояще.

Поэтому актуально совершенствование существующих и разработка новых эффективных технологических процессов изготовления и термической обработки с использованием высококонцентрированных источников энергии (лазерный, плазменный, электронно-лучевой и др.) при изготовлении штампосварных конструкций из титановых сплавов летательных аппаратов (JIA).

Работа выполнялась в соответствии с программой ОАО «КнААПО» «Глубокая модернизация существующих и разработка новых технологий производства изделий» на 2001 -2006 г.г.

Цель работы: обеспечение надёжности высоконагруженных титановых конструкций за счёт улучшения структуры металла шва путём применения высококонцентрированных источников энергии при раскрое заготовок, увеличение эрозионной стойкости вольфрамовых электродов, вида сварки и термообработки, позволяющих повысить свойства металла шва до уровня свойств основного металла.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1. Аналитическая оценка уровня дефектности высоконагруженных титановых конструкций летательных аппаратов.

2. Исследования причин появления пористости в металле шва и влияния вольфрамовых включений и нерасплавленной вставки на свойства и надежность конструкций.

3. Металлографические и электронно-микроскопические исследования формирования поверхности кромок под сварку и её влияние на структуру металла шва крупногабаритных титановых конструкций.

4. Оптимизация формирования структуры металла шва повышенной толщины.

5. Исследование свойств металла шва высоконагруженных титановых конструкций, изготовленных по разработанным технологическим процессам их изготовления.

6. Производственные испытания и внедрение технологических процессов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- электронно-микроскопическими исследованиями макро- и микроструктуры установлены размеры зон термического влияния металла шва, величина столбчатых кристаллов и размеры площади а- и р-пластин по характерным зонам металла шва, что позволило выявить причину различия значений механических свойств металла швов, выполненных СПВЭ и ЭЛС. Показано, что чем больше скорость охлаждения литого метала тем мельче а-пластины в первичном зерне и выше предел прочности у титанового сплава ВТ20;

- установлена причина образования пор в металле шва из-за неполного расплавления вставки; установлена принципиальная возможность получения высококачественного металла шва при сварке погруженным вольфрамовым электродом (СПВЭ) по необработанным, подготовленным гидроабразивным раскроем кромкам; разработана новая технология многопроходной СПВЭ, обеспечивающая проплавление свариваемых заготовок толщиной 110-120 мм;

- установлено, что вид сварки оказывает влияние на механические свойства металла шва титановых конструкций: временное сопротивление разрыву для СПВЭ при статических испытаниях меньше, чем при электронно-лучевой сварке (ЭЛС), а ударная вязкость значительно выше;

- выявлены закономерности влияния величины вольфрамовых включений и нерасплавленной вставки на малоцикловую усталость сварных титановых конструкций.

Практическая значимость работы заключается в следующем: разработаны технические рекомендации изготовления штампосварных конструкций из титановых сплавов, исключающие металлические включения и порообразование в металле шва, обеспечивающие высокую надежность конструкций, обеспечивающие снижение трудоемкости изготовления, повышение КИМ и получение деталей с новым комплексом свойств;

- разработана и внедрена в производство усовершенствованная технология получения высококачественного (без пор и вольфрамовых включений) металла шва в титановых конструкциях толщиной 60-120 мм за счет использования неплавящегося тороидального электрода;

- разработана технология формирования структуры поверхности кромок заготовок с использованием высококонцентрированных источников энергии, обеспечивающая высокое качество металла шва, повышение КИМ и снижение трудоёмкости;

- технологические процессы нашли своё применение на ОАО «КнААПО», разработаны рекомендации по внедрению их в отрасли;

- результаты работы включены в учебный процесс выполнения курсовых и дипломных проектов в ГОУВПО КнАГТУ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Анализ дефектов металла шва сварных соединений, их влияние на свойства и надёжность титановых конструкций, обоснование методов их устранения на базе известных теоретических закономерностей порообразования и достижений в решении проблемы.

2. Результаты исследования формирования структуры поверхности кромок под сварку в зависимости от вида раскроя и последующей обработки заготовки, её влияние на структуру металла шва.

3. Экспериментально установленные и научно обоснованные условия формирования структуры металла шва повышенной толщины в толстостенных титановых конструкциях.

4. Результаты сравнительных испытаний механических свойств, химического состава и усталостной прочности сварных конструкций, выполненных по разработанным технологическим процессам.

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях, совещаниях и семинарах: Всероссийская научно-техническая конференция МАТИ - сварка XXI века «Технология, оборудование и подготовка кадров в сварочном производстве», Москва, 2003 г.; Дальневосточный инновационный форум «Роль науки, новой техники и технологии в экономическом развитии регионов», г. Хабаровск, 2003 г.; III конкурсная конференция молодых специалистов авиационных, ракетокосмических и металлургических организаций России «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике», г. Королёв. 2004 г.; II научно-практическая конференция молодых учёных и специалистов «Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности», ОКБ «Сухого», г. Москва, 2004 г.; XX научно-техническая конференция ОАО «КнААПО» «Созданию самолётов высокие технологии», г. Комсомольск-на-Амуре, 2005 г.; Международная научно-техническая конференция, посвящённая 75-летию ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ «Вопросы авиационного материаловедения», г. Москва, 2007.

9. Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедрах МТНМ, ТСП и ТС КнАГТУ в курсах «Материаловедение и технология производства материалов», «Технология производства сварных конструкций», «Технология производства самолётов».

1. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении / Н.А. Семашко, Б.Н. Марьин, В.И. Шпорт и др. М.: Машиностроение. 2002. - 240 с.

2. Болдырев, A.M. О некоторых причинах образования пор при аргоно-дуговой сварке сплава ОТ4-1 / A.M. Болдырев, Э.Б. Дорофеев // Сварочное производство, 1971, № 9. С. 48-50.

3. Брукс, Г. Примеси и дефекты / Брукс Г. М.: Металлургиздат, 1960, - с. 9-41 с ил.

4. Бялобжеский, А.В. Коррозия и защита от коррозии / Бялобжеский А.В., Цирлин М.С. М.: ВИНИТИ, 1971. - С. 213.

5. Вауумный отжиг титановых конструкций / Б.А. Колачев, В.В. Садков, В.Д. Талалаев, А.В. Фишгойт. М.: Машиностроение. -1994. - 224 с.

6. Влияние вольфрамовых включений на качество сварных соединение титана ВТ 1-0 / В.А. Левченко, В.А. Борисенко, В.И. Романив и др. // Сварочное производство 1981, № 3. С. 20-21.

7. Влияние неоднородности распределения водорода в сварных соединениях титановых сплавов на их механические свойства / В.В. Фролов, Ю.Б. Флоринский, Т.Я. Флоринская и др. // Сварочное производство. 1978, № 2. С. 1 - 3.

8. Влияние присадки окислов некоторых редких и редкоземельных металлов на свойства вольфрамовых электродов / Д.Н. Рабкин, О.Н. Иванова, С.И. Ипатова и др. // Автоматическая сварка. -1964. -№ 4. С. 59.

9. Вольский, А.Н. Теория металлургических процессов / А.Н. Вольский, Е.М. Сергиевская. М.: Металлургиздат, 1968. С. 288.

10. Глазунов, С.Г. Конструкционные титановые сплавы / С.Г.Глазунов, В.Н. Моисеев. М.: Металлургия, 1974. С. 368.

11. Глебов, Г.Д. Поглощение газов активными металлами / Г.Д. Глебов. М.: Госэнерго. -1961. -184 с.

12. Гленсдорф, П. Термодинамическая теория структуры устойчивости и флуктуаций / П. Гленсдорф; пер. с англ. И. Пригожин -М.: Мир. 1973. -280 с.

13. Горбунов, М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов. Учебник для ВУЗов. / М.Н. Горбунов -2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1981. - 224 с.

14. Гордеев, В.Ф. Термоэмиссионные дуговые катоды / В.Ф. Гордеев, А.В. Пустогаров. М.: Энергоатомиздат. -1988. - 192 с.

15. Горшков, А.И. Влияние водорода и легирующих элементов на образование пор в сварных соединениях из титана / А.И. Горшков, Ф.Е. Третьяков // Автоматическая сварка. 1963. -№ 9. - С. 36-41.

16. Горшков, И.Е. Литье слитков цветных металлов и сплавов, М.: Металлургиздат, 1962.

17. Горячая штамповка и прессование титановых сплавов / Л.А. Никольский и др. М.: машиностроение, 1975. 284 с. с ил.

18. Горячев, А.П. Механизированная сварка неплавящимся электродом углубленной дугой / А.П. Горячев, В.А. Зеленин // Автоматическая сварка. -1964. -№ 12. С. 24-29.

19. Губкин, С.И. Теория обработки металлов давлением / С.И.Губкин. М.: Металлургиздат, 1950.

20. Гуревич, С.М. Справочник по сварке цветных металлов / С.М. Гуревич. Киев: Наук, думка. -1990. - 512 с.

21. Двайер, О. Теплообмен при кипении жидких металлов / О. Двайер. М: Мир, 1980. - 516 с.

22. Демянцевич, В.П. Особенности движения жидкого металла в сварочной ванне при сварке неплавящимся электродом / В.П.Демянцевич, В.И. Матюхин // Сварочное производство. -1972. -№ 10. -С. 1-3.

23. Демянцевич, В.П. Распределение температуры в жидкой ванне при сварке погруженной дугой неплавящимся электродом / В.П. Демянцевич, В.И. Матюхин // Автоматическая сварка. -1972. -№11. -С.5-7

24. Джеффи, Р.И. Основы металловедения титановых сплавов / Джеффи Р.И. // Успехи физики металлов. Т. IV; пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1961.-С. 77-191.

25. Добаткин, В.И. Непрерывное литье и литейные свойства сплавов /В.И. Добаткин. М.: Оборонгиз, 1948.

26. Долотов, Б.И. Основы сварки погруженным электродом: Учебное пособие / Б.И. Долотов. Хабаровск: Хабаровский политехнический институт. -1988. - 56 с.

27. Дороднов, A.M. Об эффекте «электронного охлаждения» на термоэмиссионном дуговом катоде / A.M. Дороднов, Н.П. Козлов, Я.А. Помелов // Теплофизика высоких температур. -1973. -№ 4. С. 724-727.

28. Дроздовский, Б.А. Трещиностойкость титановых сплавов / Б.А. Дроздовский, Ю.В. Проходцева, Н.М. Новосильцева. М.: Металлургия, 1983.-220 с.

29. Ерохин, В.М. Силовое воздействие дуги на расплавленный металл / В.М. Ерохин // Автоматическая сварка. -1979. -№ 7. С.21-26.

30. Иванникова, А.Д. Влияние поверхностных загрязнений титана на образование пор при сварке / А.Д. Иванникова, А.А. Ерохин // Сварочное производство, 1968, № 2. С. 9-11.

31. Иванова, О.Н. Допустимые значения тока при аргонодуговой сварке вольфрамовыми электродами / О.Н. Иванова, Д.М. Рабкин, В.П. Будник // Автоматическая сварка. -1972. -№ 11. С. 38-40.

32. Китаев, A.M. Справочная книга сварщика / A.M. Китаев, А.Я. Китаев. М.: Машиностроение. -1985. - 256 с.

33. Колачев, Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов / Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, В.И. Елагин. М.: «Металлургия», 1972. 480 с. с ил.

34. Колачев, Б.А. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов. / Б.А. Колачев, P.M. Габидулин, Ю.В. Пигузов. 2-е изд. - М.: Металлургия, 1981.416 с.

35. Корнилов, И.И. двойных и тройных систем титана / И.И. Корнилов, П.Б. Будберг. М.: В. НИТИ, 1961.176 с

36. Корнилов, И.И. Титан / И.И. Корнилов. М.: «Наука», 1975. 308 с. с ил.

37. Коттрелл, А.Х. Дислокации и пластическое течение в кристаллах / А.Х. Коттрелл. М.: ГОСНТИ по черной и цветной металлургии. 1958. 232 с.

38. Кубашевский, Г.В. Окисление металлов и сплавов / Г.В. Кубашевский, Б. Гопкинс. М.: Металлургия, 1955.428с.

39. Лазарев, Э.М. Окисление титановых сплавов / Э.М. Лазарев, З.И. Корнилова, Н.М. Федорчук. М.: Наука, 1985. 144 с.

40. Ливанов, В.А. Водород в титане / В.А. Ливанов, А.А. Буханова, Б.А. Колачев. М.: Металлургиздат, 1962. 245 с. с ил.

41. Логинов, В.П. Иттрированные вольфрамовые электроды для сварки в защитном газе / В.П. Логинов, Г.И. Щербак, Е.С. Фатиев // Сварочное производство. -1973. № 2. -С. 28-29.

42. Лозеев, Г.Е. Процессы, протекающие в стыке сварного соединения, и их влияние на пористость металла шва / Г.Е. Лозеев, А.И. Черницын, В.В. Фролов // Автоматическая сварка. 1977, № 2. С. 25-30.

43. Макквиллэн, А.Л. Макквиллэн М.К. Титан. А.Л. Макквиллэн, М.К. Макквиллэн. Пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1958.458 с.

44. Матюшин, Б.А. Особенности образования и развития холодных трещин от пор в металле швов сплавов титана после сварки / Б.А.Матюшин, А.И. Горшков, В.И. Муравьев // Сварочное производство, 1979, № 8. С. 26-27.

45. Металлография титановых сплавов / Е.А. Борисова, Г.А. Бочвар, М.Я. Брун и др. М.: Металлургия, 1980. 464 с.

46. Металлургия и технология сварки титана и его сплавов / С.М. Гуревич, В.Н. Замков, В.Е Блащук и др. 2-е изд., доп. и перераб. - Киев.: Наук, думка. -1986. -240 с.

47. Мещеряков, В.Н. Влияние содержания газов на склонность к задержанному разрушению и образованию холодных трещин при сварке сплавов титана системы Ti А1 - Zr / В.Н. Мещеряков, М.Х. Шоршоров // Сварочное производство, 1966, № 11. С. 11-12.

48. Москалев, Б.И. Разряд с полым катодом / Б.И. Москалев. -М.:Энергия.-1969.-184 с.

49. Муравьев, В.И. Особенности изготовления и оценки качества крупногабаритных тонкостенных сварных конструкций из сплава ВТ20 / Муравьев В.И. // Авиационная промышленность. 1986, № 8. С. 15-18.

50. Муравьев, В.И. Оценка качества сварных шпангоутов из сплава ВТ20 / В.И. Муравьев, В.Г. Шаробарин, Ю.Д. Богатов // Авиационная промышленность. 1986, № 5. С.75-77.

51. Незимов, О.П. Сегрегация водорода в околошовной зоне сварных соединений титановых сплавов ОТ4 и ОТ4-1 / О.П. Незимов, Б.А. Колачев, Ю.В. Горшков // Сварочное производство, 1971, № 9. С. 11-12.

52. Никифоров, Г.Д. Механизм и кинетика пузырьковой дегазации сварочной ванны при сварке активных металлов / Г.Д. Никифоров, В.В. Редчиц//Сварочное производство. 1982. №11. С. 38-41.

53. Никифоров, Г.Д. О механизме образования пор при сварке титановых сплавов / Г.Д. Никифоров, В.В. Редчиц // Сварочное производство. 1971. № 3. С. 49-51.

54. Никифоров, Г.Д. Частные случаи механизма образования порпри сварке плавлением титановых сплавов больших толщин / Г.Д. Никифоров, В.В. Редчиц // Автоматическая сварка. 1981, № 10. С. 42 45.

55. Никольский JI.A. Горячая штамповка заготовок из титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1964. 226 с. с ил.

56. Никольский, А.А. Горячая штамповка и прессование титановых сплавов / А.А., Никольский, С.З. Фиглин. М.: Машиностроение, 1975. 285 с.

57. О влиянии структуры исходного металла ОТ4 на склонность основного металла и сварного соединения к замедленному разрушению / А.И. Горшков, Б.А. Матющкин, Ю.А. Лозовский // Сварочное производство 1971, № 3. С. 14-16.

58. Одинг И.А. Новые исследования титановых сплавов / И.А. Одинг, B.C. Иванова, Е.С. Косякина. М.: «Наука», 1965, с. 167-172 с ил.

59. Окисление металлов / Под ред. Ж. Бенара. М.: Металлургия. Т. 1.1968.449 е.; Т. 2.1969.244 с.

60. Окисление титана и его сплавов / А.С. Бай, Д.И. Лайнер, Е.Н. Слесарева и др. М.: Металлургия, 1970. 320 с.

61. Основные закономерности образования пор при сварке плавлением титана и его сплавов / В.В. Редчиц, Г.Д. Никифоров, В.В. Фролов, Б.А. Колачев // Сварочное производство. 1987. № 5. С. 28 30.

62. Оценка эффективности мер предупреждения пор в швах активных металлов при сварке плавлением различными способами / В.В. Редчиц, Г.Т. Лебедев, И.А. Вакс, Г.Д. Никифоров // Сварочное производство, 1979, № 10. С. 12 15.

63. Перемешивание металла в ванне при сварке погруженным вольфрамовым электродом / Б.И. Долотов, В.И. Муравьев, Б.Н. Марьин и др. // Сварочное производство. -1998. -№ 2. -С. 15-16.

64. Петров, Г.Л. Роль химических реакций в образовании пор при сварке титановых сплавов / Г.Л. Петров, А.Н. Хатунцев // Сварочноепроизводство. 1975, № 8. С. 57 - 58.

65. Плавка и литье титановых сплавов / В.В. Тетюхин, A.JI. Андреев, Н.Ф. Аношкин и др. М.: «Металлургия», 1978. 384 с.

66. Полуфабрикаты из титановых сплавов / В.К. Александров, Н.Ф. Аношкин, Г.А. Бочвар и др. М.: Металлургия, 1979. 512 с.

67. Прилуцкий, В.П. Влияние изменения формы вольфрамового электрода на глубину проплавления при аргонодуговой сварки титана / В.П. Прилуцкий // Актуальные проблемы сварки цветных металлов. -Киев.: Наук думка. -1985. -С. 266-269.

68. Проблемы разработки конструкционных сплавов. Под ред Джеффи Р., Вилкоса Б. Нью-Йорк, 1977: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1980. 336 с.

69. Пульцин, Н.М. Взаимодействие титана с газами / Н.М. Пульцин. М.: Металлургия, 1969. 216 с.

70. Рахманов, А.Д. Об условиях зарождения газовых пор при дуговой сварке / А.Д. Рахманов // Сварочное производство. 1978, № 1. С. 53-56.

71. Редчиц, В.В. Влияние степени дегазации сварочной ванны на образование пор при сварке активных металлов / В.В. Редчиц, Г.Д. Никифоров // Сварочное производство. 1981. № 6. С. 41 43.

72. Редчиц, В.В. Аналитическая оценка вероятности возникновения пузырьков газа, выделяющегося из расплава при сварке / В.В. Редчиц, Г.Д. Никифоров // Автоматическая сварка. 1983, № 9. С. 32 35.

73. Редчиц, В.В. Влияние водорода, растворенного в активных металлах, на развитие пузырьков при сварке плавлением / Редчиц В.В. // Сварочное производство. 1982, № 9. С. 6 9.

74. Редчиц, В.В. Кинетика роста газовых пузырьков в ванне при сварке активных металлов / В.В. Редчиц, Г.Д. Никифоров // Физика и химия обработки материалов. 1977, № 2. С. 123 130.

75. Редчиц, В.В. Механизм зарождения в сварочной ванне пузырьков газа при сварке активных металлов / В.В. Редчиц, Г.Д. Никифоров // Сварочное производство. 1977, № 8. С. 53 57.

76. Редчиц, В.В. Поведение водорода в порах при сварке титана и его сплавов/ В.В. Редчиц, Г.Д. Никифоров // Автоматическая сварка. 1981, №З.С. 32-37.

77. Редчиц, В.В. Предупреждение пор в сварных швах тонколистового титана и его сплавов / В.В. Редчиц, Г.Д. Никифоров, И.А. Волес // Сварочное производство. 1974, №4 С. 7 10.

78. Самсонов, Г.В. Тугоплавкие соединения / Г.В. Самсонов. М.: Металлургиздат, 1963.

79. Сварка высокопрочных титановых сплавов / Ф.Р. Куликов, В.Н. Замков, Ю.Г. Кириллов, Н.А. Кушниренко. М.: Машиностроение, 1975. 150 с.

80. Современные технологии авиастроения / А.Г. Братухин, Б.Н. Марьин, В.И. Муравьев и др. М.: Машиностроение, 1999. 832 с.

81. Сонгина, О.А. Редкие металлы/ Сонгина О.А. М.: Металлургиздат, 1955.

82. Способы уменьшения пористости при аргонно-дуговой сварке тонколистового титана / Б.В. Кудояров, Г.Л. Петров, А.Н. Хатунцев, В.Ш. Широнин // Сварочное производство, 1971, № 11. С. 54-56.

83. Термодиффузия водорода при сварке титана / А.А. Абдуллах, А.Д. Шевелев, В.Д. Демченко и др. // Автоматическая сварка. 1980, № 1. С. 20-23.

84. Титан в промышленности. М.: Оборонгиз, 1961.

85. Титан и его сплавы / Л.С. Мороз, Б.Б. Чечулин, И.В. Панин и др.- Л.: Судпромгиз, 1960. 516 с.

86. Филоненко, С.Ф. Акустическая эмиссия / С.Ф. Филоненко. -Киев. 1999. 304 с.

87. Фролов, В.В. О влиянии водорода на образование пор при аргонодуговой сварке титана / В.В.Фролов, А.И. Горшков // Сварочное производство, 1966, № 6. С. 7-10.

88. Фромм, Е. Газы и углерод в металлах / Е. Фромм, Е. М. Гебхард.- М.: Металлургия, 1980. 711 с.

89. Хатунцев, А.Н. О причинах образования пор при сварке титановых сплавов / А.Н. Хатунцев // Сварочное производство. 1968, № 7. С. 19-21.

90. Хауфе, К. Реакции в твердых телах и на их поверхности / К. Хауффе. М.: Изд-во иностр. лит. Т. 1.1962.415с.; Т. 2. - 1963. 276 с.

91. Хореев, М.А. Дендритная ликвидация в металле шва сварных соединений титановых сплавов / М.А. Хорев // Сварочное производство, 1989, №5. С. 37-39.

92. Чухров, М.В. Структура и свойства слитков из магниевых сплавов / М.В. Чухров // Металлургические основы литья легких сплавов. М.: Оборонгиз, 1957.

93. Штамповка, сварка, пайка и термообработка титана и его сплавов в авиастроении / Коллектив авторов. М.: Машиностроение. -1997. -600 с.