автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.10, диссертация на тему:Влияние термического цикла сварки и количества адсорбированной влаги на структуру, свойства металла и надежность конструкций из титановых сплавов

а

На правах рукописи

КЛЕШНИНА ОКСАНА НИКОЛАЕВНА

ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО ЦИКЛА СВАРКИ И КОЛИЧЕСТВА АДСОРБИРОВАННОЙ ВЛАГИ НА СТРУКТУРУ, СВОЙСТВА МЕТАЛЛА И НАДЕЖНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Специальность 05.02.10 - Сварка, родственные процессы и технологии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 0 ЯН3 2011

Москва-2010

004619253

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» (г. Комсомольск-на-Амуре)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Муравьёв Василий Илларионович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Феклистов Станислав Ильич г. Москва

кандидат технических наук, доцент Бекетов Андрей Борисович

г. Москва

Ведущая организация:

Комсомольский - на - Амуре филиал ОАО «ОКБ Сухой»

Защита диссертации состоится « 27 » января 2011 г. в Д часов на заседании диссертационного совета Д 217.042.03 при ОАО НПО «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения (ЦНИ-ИТМАШ)» по адресу: 115088, Москва, ул. Шарикоподшипниковская, д.4. Е-таН: cniitmash@cniitmash.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ТЩИИТМАШ

Автореферат разослан « 13» декабря 2010 г.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения), просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 217.042.03, ,

кандидат технических наук С.М. Петушков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность темы исследования. Технологии изготовления деталей, узлов и летательных аппаратов (ЛА) в целом определяют ресурс изделия, его трудоемкость и себестоимость, стабильность и культуру производства. Существует постоянная взаимосвязь между конструкцией летательного аппарата и технологией его производства. Создание новых технологий, способных обеспечить получение деталей, удовлетворяющих высоким техническим требованиям, открывает дорогу для конструктивного совершенствования ЛА.

Ужесточение требований к работоспособности сварных конструкций ответственного назначения, изготовляемых на основе титановых сплавов, может быть удовлетворено высоким качеством сварных соединений. Общеизвестно, что при сварке плавлением титановых сплавов могут появляться поры. Отрицательное воздействие пор максимально при работе конструкций в условиях циклического нагружения. Снижение усталостных характеристик связано не только с действием пор как геометрических концентраторов напряжения, но в основном с уменьшением запаса пластичности металла вблизи границ пор, из-за увеличения в нём в несколько раз концентрации водорода.

На практике при изготовлении сварных конструкций в технических требованиях закладывается снижение предела прочности сварного шва на 10 % от предела прочности основного материала. При производстве данное снижение оказывается еще больше - 11-15 %. При исправлении дефектов, полученных при сварке (поры, подрезы, вольфрамовые включения и др.), подваркой происходит дальнейшее снижение предела прочности.

Из всего многообразия исследований причин порообразования при сварке плавлением титановых сплавов наиболее достоверной является концепция о решающей роли в образовании пор при сварке газообразующих веществ, адсорбированных на кромках деталей, высказанная в 1969 г. В.В. Редчицем совместно с Г.Д. Никифоровым, которая признана многими исследователями и которая постоянно подтверждается.

Таким образом, актуальным направлением исследования является повышение механических свойств сварного соединения идентичных свойствам основного материала, путем полного исключения пористости сварного шва, управление формированием структуры на поверхности свариваемых заготовок и проволоки, исключающих капиллярно-конденсированную влагу и создающих условия управления процессами термического цикла сварки (ПДС), обеспечивающих высокие механические свойства металла шва.

Работа выполнялась в соответствии с научным направлением ГОУВПО «КнАГТУ» «Теоретические и технологические исследования управлением структурными изменениями в металлах, сталях и сплавов в процессе технологического цикла изготовления высоконадежных конструкций» и планом совместных работ о взаимном сотрудничестве от 03.03.2007 № 101 между ОАО «КнААЛО» и ГОУВПО «КнАГТУ» «Обеспечение надежности сварных конструкций из титановых сплавов».

Целью настоящей работы является повышение надежности титановых конструкций за счет управления формированием структуры на поверхности свариваемых заготовок и проволоки, исключающих калиллярно-конденси-рованную влагу и создающих условия управления процессами термического цикла сварки (ТЦС), обеспечивающих высокие механические свойства металла шва.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести анализ влияния основных технологических операций изготовления титановых конструкций на их свойства и разработать метод их комплексного улучшения.

2. Разработать новый подход к количественной оценке десорбции капиллярно-конденсированной влаги на свариваемых кромках заготовок, дегазации сварочной ванны в процессе ТЦС и влияния ТЦС на структуру и свойства металла шва титановых конструкций.

3. Установить особенности изменения механических свойств металла шва титановых сплавов от ТЦС.

4. Исследовать условия порообразования при использовании присадочной проволоки в процессе ТЦС титановых сплавов.

5. Разработать параметры, контроля и диагностики качества присадочной проволоки (ГШ) и условия её подачи, исключающие порообразование в процессе ТЦС титановых сплавов.

6. Установить критерии оптимальных режимов ТЦС обеспечивающих свойства металла шва, идентичные свойствам основного металла.

7. Изучить структуру и свойства металла шва титановых конструкций, полученных по новым технологическим процессам ТЦС.

8. Провести опьггно-промышленную отработку и внедрить в производство новые технологические процессы изготовления надежных титановых конструкций.

Научная новизна

1. Установлены особенности десорбции капиллярно-конденсированной влаги с поверхности титановых заготовок как в процессе хранения, так и в процессе ТЦС. Впервые показана взаимосвязь между конденсированной влагой и содержанием водорода в поверхностном слое титановых заготовок, что позволило назначать режимы ТЦС, исключающие порообразование в металле шва.

2. Установлены зависимости показателей механических и эксплуатационных свойств от наличия капиллярно-конденсированной влаги на поверхности титановых заготовок и режимов ТЦС титановых конструкций.

3. Разработана и научно обоснована технология контроля качества и подачи 1Ш в сварочную ванну в процессе ТЦС титановых конструкций для получения беспористого металла шва с высокими показателями свойств.

Практическое значение полученных результатов заключается в следующем:

- разработана новая технология изготовления сложных (пространственной формы вафельного типа) конструкций из титановых сплавов, которая улучшает свойства и надежность летательных аппаратов;

- разработана технология контроля качества ПП;

- разработана методика контроля количества капиллярно-конденсированной влаги на поверхности титановых заготовок;

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

- разработан новый метод исключения порообразования и оценки качества присадочной проволоки, а также метод управления формированием структуры металла шва ТЦС, позволяющий прогнозировать свойства и надежность титановых конструкций;

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

Апробация работы. Основные результаты проведённых исследований были доложены и обсуждены на следующих научных конференциях и семинарах: ежегодных научно-технических конференциях аспирантов и студентов (Комсомольск-на-Амуре, 2006-2009гг.); международной научно-практической конференции «Повышение эффективности инвестиционной деятельности в Дальневосточном регионе и странах АТР» (Комсомольск-на-Амуре, 2006 г.); международной научной конференции «Материаловедение тугоплавких соединений. Достижения и проблемы» (Киев, 2008 г.); Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ (Москва, 2008 г.); научно-практической конференции «Современные проблемы в технологии машиностроения» (Новосибирск, 2009г.); международной научно-практической конференции «Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов» (Комсомольск-на-Амуре, 2009 г.); международном Российско-Китайском симпозиуме «Современные материалы и технологии 2009» (Хабаровск, 2009 г.); третьей Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (Москва, 2010 г.); на научных семинарах кафедры ТСП, МиТНМ и ТС.

Личный вклад автора состоит в постановке задач исследования, в оценке технологических возможностей изготовления надежных изделий из титановых сплавов; анализе литературных источников; в проведении экспериментов автором самостоятельно или при его непосредственном участии, с последующим анализом и обработкой полученных данных; в проведении оптических, металлографических, физико-механических и других исследований.

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректностью постановки решаемых задач и их физической обоснованностью, большим объёмом статистических и экспериментальных данных и сопоставлением с данными других авторов.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 17 статьях, из них 2 работы в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Материалы работы изложены на 171 странице машинописного текста, содержат 18 таблиц и иллюстрированы 57 рисунками. Список литературы содержит 90 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность темы исследования, сформулирована цель и задачи диссертационной работы, раскрыта научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе представлен обзор и анализ литературных данных по существующим вопросам в области улучшения механических свойств и надёжности конструкций из титановых сплавов.

На сегодняшний день накоплен достаточно обширный материал, как в теоретическом, так и в практическом плане, по решению проблемы исключения порообразования в металле шва титановых конструкций. Следует отметить исследования Н.Ф. Казакова, В.И. Лукина, В.В. Редчица, Г.Д. Никифорова, В.В. Фролова, Б.А. Матюшкина, У. Цвиккера, В.Е. Панина, В.Е. Громова, Л.Б. Зуева, ОА. Троицкого, В.Е. Блощук, В.Н. Замкова, С.М. Гуре-вич, М.Х. Шоршорова, В.И. Муравьёва, Б.И. Долотова, БА. Колачёва, А.И. Горшкова и др.

Аналитическая оценка эффективности современных методов улучшения плотности и свойств металла шва конструкций из титановых сплавов позволила определить: факторы, определяющие свойства; виды дефектов и методы их устранения, а также возможные направления исследований по улучшению свойств.

Как показывает аналитическая оценка результатов исследований (табл.1), проблемы исключения пористости и доведения свойств металла шва до свойств основного металла не решены.

Во второй главе изложены методики проведения исследований.

В работе использовались как традиционные, так и специально разработанные исследования. Водород определяли спектральным методом с применением низковольтного импульсного разряда методом трех эталонов на спектрографе ИСП-51 в соответствии с ОСТ 90034-81. Исследование проводили на образцах размерами 50*50x10 мм из титановых сплавов ВТ-1 и ВТ20, после различных видов механической обработки. Изменение содержания водорода в зависимости от вида обработки оценивали сравнением с содержанием водорода в основном металле, далее исследовали макро- и микроструктуру активного пятна.

Для аналитической оценки особенностей изменения механических свойств металла шва проведены исследования на листовых заготовках из сплава ВТ20 толщинами от 1,2 до 6 мм, различных плавок каждого типоразмера. Листовые заготовки и сварные швы были подвергнуты исследованиям макро- и

Таблица 1

Эффективность современных методов улучшения плотности и свойств металла шва конструкций из титановых сплавов

Операция Методы Число пор, приходящихся на 100 мм сварного шва Предел прочности, МПа Угол загиба, град Факторы, определяющие свойства Виды дефектов и методы их устранения Возможные направления улучшения свойств

Раскрой и последующая обработка •заготовок и присадочной проволоки Резка на ножницах пшьо-тинного типа 31-71 710-960 27-62 - Количество адсорбированной и капнллярно-конденспрованной шиш, загрязнения на поверхности заготовок. - Время пребывания в расплавленном состоянии. - Скорость Р - а-преврашенш. - Время пребывания в р-фззе. Это прнводтп к изменению: - величины зерна; - формы п величины внутртёреннон структуры. Шоры. Удаление пор выборкой, подварка и тq)Mooбpa-ботка. 2.Понпженне свойств металла и зоны термического влияния (ЭТБ) на 10 %. Увеличе-нпе запаса прочности при создании конструкции. 1. Разработка и исследование эффективных методов контроля качества подготовки поверхности заготовок и прнсздочной проволоки 2. Разработка и исследование ТЦС, обеспечивающих: - эффективную дегазацию расплавленного металла и повышение его плотносш; - формфованпе тонко-гегастннчатои внутри-зёрениой структуры металла шва и ЗТВ, повышение механических свойств.

Фрезцювание 6-12 960-1030 48-64

Шабршне 5-22 980-1090 39-53

Пошгрованне 1-3 980-1090 42-67

ГаЗОЛЗ'ЗфНЫЙ раскрой 0 1100-1150 38-43

Рифление 50-57 950-1060 44-61

Термнче- шм циют сварит Переплав металла шва 18-107 880-1020 52-64

Сварка образным вольфрамовым электродом 0-13 910-1100 30-34

Сварка под флюсом 0-60 750-1050 56-68

микроструктуры, испытаниям механических свойств на растяжение при комнатной температуре, испытаниям твердости. Химический состав поверхности титановых заготовок выполнен на мобильном оптико-эмиссионном анализаторе "ARK-met" фирмы "PPM-System". Содержание кислорода и азота анализированы методом импульсного нагрева испытуемого образца в токе инертного газа на приборе "ONH-2000" фирмы ETRA. По полученным результатам были построены зависимости механических свойств основного металла со свойствами сварных соединений от толщины, химического состава, режима сварки.

Для исследований качества проволоки были отобраны 2 бухты сварочной проволоки ВТ1-00, принятые по механическим свойствам, химическому составу и наличию рисок соответствующие марке ВТ!-00 ГОСТ 27265-87 «Проволока сварочная из гитана и титановых сплавов». Сварку проводили на образцах-имитаторах ребристых панелей и технологических образцах из сплава ВТ20. Исследовали качество поверхности проволоки замером шероховатости, макро -микроструктуру, химический состав и примесей газов. Кроме того, проводились исследования воздействия сварочного тепла на разогрев присадочной проволоки в момент подачи ее в сварочную ванну и на дегазацию влаги с ее поверхности до момента погружения ее в расплав сварочной ванны.

Исследования влияния технологических факторов формирования поверхности раздела спец.образцов из сплава ВТ20 выполнены на установке, разработанной на кафедре МиТНМ ГОУВПО «КнАГТУ». Параллельно проведены статические испытания на растяжение на универсальной разрывной машине с механическим приводом согласно ГОСТ1497-84.

Для оценки эксплуатационной надежности опытных сварных титановых конструкций были проведены испытания натурных образцов на вибронадежность. С этой целью были разработаны и изготовлены натурные образцы из сплава ВТ20 толщиной 1,2 мм. Конструкция опытного образца в миниатюре представляла собой характерный участок силовой панели летательного аппарата. Испытания проводились на широкополосном электродинамическом преобразователе «Вибратор Ling Dynamic Systems» модели 954 MKII. Испытания на вибропрочность проводили на той же установке и с той же схемой крепления образца на вибростоле.

Третья глава посвящена исследованию взаимосвязи содержания водорода и адсорбированной влаги на поверхности заготовок под сварку из титановых сплавов. Приведены результаты исследования влияния различных методов подготовки кромок под сварку на количество адсорбированной влаги, определением процентного содержания водорода в поверхностном слое заготовок. Максимальное количество водорода содержится на поверхности раздела заготовки после раскроя на ножницах гильотинного типа (рис.1). Ещё большее содержание водорода в поверхностном слое, причём независимо от балла дефектности после внесения холодных образцов в тепло. Чем выше содержание легирующих элементов, тем выше поверхностное содержание водорода. Для всех видов обработки поверхностного слоя сплава ВТ20 содержание водорода более чем в 1,5 раза выше по сравнению с содержанием водорода в поверхностном слое технического титана ВТ1-00.

а)

£ X

б)

V I

IV1

га]

—Ч

1 *

V

и

II

1

I

1 3 5 7 9

Дефектность поверхности

Балл дефектности в зависимости от вида обработки: 1 - чистовое шлифование, 3 - шабрение, 5 -чистовое фрезерование, 7 - грубое фрезерование, 9 -рубка на ножницах гильотинного типа. Содержание водорода: I -в основном металле, II -после обезжиривания спиртом исходной поверхности, III - исходная поверхность после механической обработки, IV -после охлаждения до -10 °С и выдержки на воздухе при комнатной температуре 2 ч, V - сразу после охлаждения до 10 °С.

Рис. 1. Изменение содержания водорода в поверхностном слое заготовок из титановых сплавов ВТ 1-00 (а) и ВТ20 (б) в зависимости от балла дефектности, вызванного различными методами обработки, условиями хранения и последующей

обработкой

Резкое изменение поверхностного содержания водорода после выдержки холодных образцов при комнатной температуре свидетельствует об испарении с поверхности поверхностно-адсорбированной влаги, как и при обезжиривании спиртом. В последнем случае наблюдается практически полное удаление с поверхности поверхностно-адсорбированной влаги и разница в значениях содержания водорода в основном металле и в поверхностном слое объясняется наличием капиллярно-конденсированной влаги, в дефектном слое, причём, чем балл дефектности слоя выше, тем больше в нём содержание водорода. Об этом свидетельствуют и исследования макро- и микроструктуры активного пятна (рис. 2). Вид активного пятна низковольтного импульсного дугового разряда и дугового разряда в значительной степени различаются в зависимости от различных видов обработки (рис. 2).

1 - грубое фрезерование,

2 - чистовое фрезерование,

3 - шабрение

Рис. 2. Вид активного пятна (увеличение 25 крат) низковольтного импульсного дугового разряда на поверхности образцов из сплава ВТ20

Наблюдается во всех случаях наличие темного ободка сразу за кратером выплеска металла различной ширины. Минимум ширины - у темного ободка активного пятна, полученного на шабреной поверхности образца. Макро- и

микроисследования (рис. 3) активного пятна свидетельствуют о том, что в процессе низковольтного импульсного дугового разряда происходят местный разогрев, плавление, испарение и выплеск металла, причём одинаковый по характеру образования как при определении содержания водорода в основном металле, так и при определении его в поверхностном слое. При этом одинаковые и процессы излучения, обусловленные образованием атомов и ионов в результате упругих и неупругих взаимодействий этих частиц в облаке низкотемпературной плазмы для возбуждения спектра линий водорода.

Исследованиями установлено, что спектральный анализ содержания водорода на поверхности заготовок из титановых сплавов позволяет качественно оценить количество адсорбированной влаги и вид её адсорбции: поверхностная или капиллярно-конденсированная. Так же выявлено влияние вида формирования поверхности раздела при изготовлении и последующей обработке на содержание водорода в поверхностном слое. Показано, что максимальное содержание водорода наблюдается у образцов, раскроенных на ножницах гильотинного типа. Обнаружено, что внесение холодных заготовок в тепло приводит к интенсивной адсорбции влаги и максимальному содержанию водорода в поверхностном слое независимо от вида формирования поверхности раздела и что обезжиривание спиртом приводит к удалению только поверхностно-адсорбированной влаги, а капиллярно-конденсированная влага практически не удаляется с поверхности.

Четвертая глава посвящена исследованию влияния термического цикла сварки и качества проволоки на порообразование и механические свойства металла шва титановых конструкций.

Аналитическая оценка результатов входного и технологического контроля сварных заготовок проводилась за пятилетний период, кроме того оценивались свойства сварных заготовок по специально разработанным режимам сварки. Для сравнительного анализа были построены зависимости механических свойств (угол загиба от временного сопротивления разрыву) основного металла и свойства сварных соединений от толщины, химического состава, режима ТЦС.

Для толщин 1,2 мм и 2,0 мм значения предела прочности сварного соединения укладываются в рамки разброса предела прочности основного ме-

КшЯ^ ЩЩЩ/Л" ^В

Рис. 3. Макрофрактограммы (1,2) и микроструктуры (3) активного пятна низковольтного импульсного дугового разряда на поверхности сплава ВТ20

талла о .= 960-1020 МПа. У заготовок толщиной 2,5 мм и 3,0 мм 100 % сварных соединений значения предела прочности (а „=860-960 МПа) не укладываются в рамки разброса значений для основного металла (о „=980-1100 МПа). Химический состав основного материала не оказывает существенного влияния на механические свойства сварного соединения. Закономерности изменения механических свойств металла шва для различных плавок сохранились. Как и в первом случае, для толщин 1,2 мм и 2,0 мм значения предела прочности сварного соединения укладываются в рамки разброса предела прочности основного металла а „= 950-1050 МПа, для толщин 2,5 мм и 3,0 мм 100 % значений не укладываются в рамки разброса для основного металла.

Изменение традиционного режима ТЦС на форсированный привело к резкому увеличению временного сопротивления разрыву для металла шва, превышение составляет более 15 %, при этом произошло незначительное снижение угла загиба (рис. 4).

о)

1

В50 900 950 1000 1050 1100 1150 °(,р . МПс 1200

"'^30

850 900 950 1000 1050 1100 1150 Oj . МПа 1200

Рис. 4. Изменение механических свойств (ав> <р) основного металла (-х-х-х) и сварного шва (-•-•-) образцов из листа 5 =2,5 мм сплава ВТ20, количества пор (п) на 100 мм сварного шва в зависимости от режима ТЦС: а - традиционный режим сварки; б - форсированный режим сварки.

Из проведенных исследований следует, что механические свойства сварных соединений из псевдо-а-титановых сплавов определяются процессами термического цикла сварки, а именно процессами превращения в титановых сплавах при охлаждении из расплавленного состояния.

Результаты исследований качества присадочной проволоки в процессе ТЦС показали, что количественные значения параметров рентгенконтроля сварных соединений образцов-имитаторов конкретных деталей имеют высокие значения, недопустимые для швов I категории как для стыковых, так и для тавровых соединений, при сварке с присадочной проволокой второй бухты (рис.5). Для присадочной проволоки первой бухты таких недопустимых дефектов не было.

—•

{ эталон. 1 /чпЛгтй!

ительности

Ь'Ш'Л. эталон_

чувствительности

эталон_

^ё'Учцбст'Вительностй

Рис. 5. Гистограммы распределения пор на 100 мм шва по количеству и величине: для стыкового (а) и таврового (б, в) соединений: □ - количество пор > 0,5 мм; ■ - общее количество пор; □ - максимальная протяженность цепочек пор

Исследованиями макро- и микроструктуры проволоки были установлены существенные различия (рис .6). Так, проволока второй бухты имеет более грубую поверхность и, как следствие, большую шероховатость (Яа = 3,2 мкм), на ней обнаружены поверхностные микротрещины, как продольные, совпадающие с рисками волочильного производства, так и поперечные, характерные для растрескивания.

Рис. 6. Макро-(а, д) и микроструктура (б, в, г, е, ж, з) присадочной проволоки первой бухты (а, б, в), второй бухты (г, д, е, ж, з)

Макроструктура проволоки первой бухты имеет риски волочильного производства, микротрещин на поверхности не наблюдается, имеет равнорас-пределенную шероховатость, характерную для травления и последующего осветления. Плотность поверхностных дефектов значительно выше у второй бухты проволоки, численная оценка на поперечных шлифах показала трехкратное

увеличение дефектов. Глубина рисок на поверхности обеих бухт проволоки сопоставима и составляет 10-70 мкм (рис. 6, б, в, д, е). Однако в структуре проволоки второй бухты наблюдаются глубоко проникающие микротрещины, которые имеют сложную, разветвленную форму (рис. 6, д, ж, з).

Экспериментальными исследованиями (табл. 2) было установлено, что поры в сварном шве образуются при использовании присадочной проволоки как первой, так и второй бухт независимо от вида сварки: стыковая, тавровая проплавлением и по цельной пластине, различие - в размерах и количестве пор.

Таблица 2

Количество пор на 100 мм шва в зависимости от шероховатости проволоки

Вид соединения Проволока с шероховатостью Яа=1,6 мкм Проволока с шероховатостью Ка=3,2 мкм

Количество пор Общее ко- Количество пор Общее коли-

диаметром > 0,5 мм личество пор диаметром >0,5 мм чество пор

Встык 0 8 15 24

Тавровое 0 2 37 72

По цельной пластине 0 3 7 24

Все образцы, заваренные с присадочной проволокой второй бухты, имеют поры, недопустимые для швов 1 категории по длине цепочек пор и по величине, преобладают поры диаметром более 0,5 мм. Все образцы, заваренные с присадочной проволокой первой бухты, имеют незначительное количество мелких одиночных пор, допустимых для швов I категории.

Экспериментально установлено, что использование в качестве критерия количественной оценки адсорбированной влаги на поверхности кромок заготовок и сварочной проволоки по параметрам шероховатости некорректно, поскольку не учитывается при этом глубина дефектного слоя в виде макро-, микро-, субмикротрещин, образованного механическим воздействием (разрушением) и травлением. Применение более качественной присадочной проволоки существенно снижает пористость металла шва. При этом дефектность проволоки необходимо оценивать глубиной дефектного слоя в виде макро-, микро-, субмикротрещин, образованного механическим воздействием (разрушением) и травлением. Наиболее приемлемый, экспрессный и менее трудоемкий метод оценки качества присадочной проволоки -это сварка по цельной пластине или метод спектрального анализа содержания водорода в поверхностном слое.

Расчеты распределения температурного поля (рис. 7) по объему расплавленной ванны и ЗТВ показывают, что перед фрон-

те,

Рис. 7. Влияние ТЦС на распределение температурного поля по объему расплавленной

том расплавленной ванны располагается узкая в несколько микрон полоска металла с температурой, близкой к температуре плавления.

В изломе (рис. 8) этой зоны четко обнаруживается диффузионное соединение с наличием замкнутых пустот, которые при расплавлении металла приводят к образованию пор из-за испарения влаги и увеличения давления для заготовок с наличием капиллярно-конденсированной влаги в поверхностном слое стыкуемых кромок. Перед зоной диффузионного соединения наблюдается зона контактирования или автономной очистки от поверхностно-конденсированной влаги. Время и температура теплового поля в этой зоне не позволяют очистить её от капиллярно-конденсированной влаги.

^^^^^^^^^^^^^ Зоны (а —> <— б ) сплавле-

Рис. 8. Фрактограмма изломов образцов по зонам формирования соединения

Расчетами установлено, что температурное поле, достаточное для удаления капиллярно-конденсированной влаги с поверхности заготовок, находится в диффузионной зоне соединения, где происходит полное смятие выступов шероховатости микронадрывов и образование замкнутых полостей, заполненных влагой.

Регулярное чередование выступов на поверхности титановых заготовок, образованных газолазерным раскроем (ГЛР) и их высокая твердость, практически сохраняющаяся до температуры плавления, позволяют полностью удалить капиллярно-конденсированную влагу с поверхности ответной заготовки, полученную раскроем на ножницах гильотинного типа, и получить металл шва высокой плотности без пор. В последнем случае поры образуются при использо-

вании некачественной приеадочнои проволоки.

Как видно из данных рис. 9 распределение температуры в присадочной проволоке в момент ее подачи в сварочную ванну, определенное расчетным и экспериментальным методами, имеет удовлетворительную сходимость. Исходя из условий подачи проволоки в процессе ТЦС в 1 с в сварочную ванну при стыковой сварке подаётся 9,3 мм проволоки, а при сварке сквозным проплав-лением 7,3 мм. Как показано на рис. 9, б, прогрев проволоки незначителен, = 2,5 — 3,0 мм, и, согласно цветам побежалости, самая удаленная часть проволоки от её торца прогревается до 350 °С за время 0,3 с. Для удаления с поверхности металлов и поверхностно-адсорбированной и капиллярно-конденсированной жидкости температурно-временные условия различаются на несколько порядков. Поэтому времени 0.3 с недостаточно для удаления капиллярно-конденсированной влаги с поверхности присадочной проволоки, что приводит к попаданию этой влаги в расплавленную ванну и образованию пор. Кроме того, распределения температурного поля по объему расплавленной ванны показывают её непостоянство по длине ванны, а именно максимум в зоне дуги и минимум в хвостовой части. В последнем случае в ванну может попасть с поверхности проволоки даже поверхностно-конденсированная влага.

а - схема процесса сварки 0.004 г плавлением титановых сплавов с подачей присадочной проволоки; б -цвета побежалости по поверхности присадочной проволоки в момент окончания сварки; 1, 2 -для стыковой и тавровой сварки соответственно рассчитаны по зависимости (2); 3 - замеры и оценка значений в момент окончания сварки по цветам побежалости

1200

Рис. 9. Зависимость распределения температур в присадочной проволоке в момент ее подачи в сварочную ванну

Сравнительная оценка распределения температурного поля по объему расплавленной ванны, времени её существования и времени всплытия газовых пузырьков (табл. 4) показывает, что для полного удаления газовых пузырьков в зависимости от определенных условий (места ввода присадочной проволоки в ванну, рубка на ножницах гильотинного типа и др.) требуется довольно значительное время существования ванны в расплавленном состоянии. Последнее приводит к существенному изменению геометрических размеров металла шва (табл. 5).

Таблица 4

Сравнительная оценка времени всплытия газовых пузырьков _в зависимости от ТЦС_

Температура расплава Длина Время пребывания металла Время всплытия га-

для заготовок, °С сварочной в сварочной ванне в жидком зовых пузырьков, с

ванны, мм состоянии, с

1668 6,61 0,465 0,38

1768 6,23 0,56 0,45

1868 5,9 0,84 0,78

1968 5,59 1,18 1,10

2068 5,32 1,34 1,26

2168 5,07 1,5 1,38

2268 4,85 1,71 1,59

Таблица 5

Изменение геометрических параметров сварного шва сплава ВТ20 в зависимости от режима ТЦС (сварка ААрДЭС заготовок 500x100x2,5 мм)

Режимы сварки ААрДэс Геометрические размеры сварного шва, мм

Рас- * Время су-

Вид сварки № ^СВз А V, м/ ч и ход аргона, ществования жидкой ванны тср! с

В ил

л/мин

' «---

Ьу в V (1 п Бп

1 90 15 1 0 7,3-7,5 0,98-2.97 2,08 0,35 8 16 0,08 4

Непрерывная 2 90 20 1 0 4,5-7,5 0,21 -1.99 1,31 0,05 7 22 0,1 22

3 10 0 25 1 0 4,5-9 0,46-1.71 1,18 0,45 14 24 0,15 18

Импульсная 4 90 15 1 0 4,5-9 0,98-2.97 2,08 0,25 10 18 0,3 5

5 15 0 15 1 0 4,5-9 2,73-8.18 5,72 0,4 12 20 0,25 16

6 16 5 15 1 0 4,5-9 3,3-9.99 6,96 0,25 12 20 0,35 16

*- расчеты производились в диапазоне температур от 1668 до 2270 "С

Расчеты скорости охлаждения в интервале температуры полиморфного превращения показали их существенную зависимость от термического цикла сварки, т.е. от времени существования расплавленной ванны, чем оно дольше, тем медленнее скорость охлаждения (табл. 6).

Таблица 6

Изменение скорости охлаждения в интервалах Тш

в зависимости от НДС сплава ВТ20___

Толщина свариваемого металла, мм Сварочный ток, А Напряжение дуги, В Скорость сварки, мм/с Длина сварочной ванны, мм Время пребывания металла в сварочной ванне в жидком состоянии, с Скорость охлаждения, °С/с, при температуре 960 °С

1,2 80 8 5,56 7,3 1,9 738,0

2,78 3,9 396,0

100 9 6.94 10,2 2,3 654,5

4,17 3,5 393,0

1,5 90 9 5,56 9,2 2,4 582,5

2.78 5.0 291.0

1,5 110 10 6,94 12,5 2,6 535,5

4,17 4.5 321,5

2,0 115 9 4,17 11,7 4,2 341,5

140 10 5,56 15,9 4,3 337,0

2,5 260 9 2,08 26.6 19.0 75,0

240 8 2.33 21,5 14,0 102.5

3,0 260 9 2,08 26,6 13,5 75,0

Скорость охлаждения в интервале Т^ определяет свойства металла шва титановой конструкции, что подтверждается экспериментальными исследованиями (рис. 10).

е

э-

600 500 №0 300 200

скорость охлаждения со, "С/с

100

1 ! 1 ! |

^ 1 ! 1 ! . ! .. ..I

1 -П \ I

Г 1 и М-Ы-М .! „1 !

—:—1— м__и ММ

1 !не

и -Г------г „ 1 ! ! 1

Ц ; -"]!-!- ! 1 1 1 ] | 1

1 " ! | 1 | ! ! ; 1 ,-----

г 1 1 И "1 [ |

3 ! 11 1 1 '

1 ^ —1 1 1 не ченее п J

время существования расплава сварочной ванны! , с

1о

Рис. 10. Изменение механических свойств сварных (ав><р ) образцов из титанового сплава ВТ20 и количества пор (п) на 100 мм сварного шва в зависимости от времени существования расплава сварочной ванны (т) и скорости охлаждения (со) в интервале полиморфного р - а превращения

Большинство технологических операций изготовления титановых конструкций приводит к накоплению остаточных растягивающих напряжений, что снижает показатели сопротивления усталости (табл.7).

Таблица 7

Изменение механических свойств сплава ВТ20 в зависимости от состояния рабочей

поверхности, 'ГЦС, режимов отжига и упрочнения

№ Состояние образцов в„ Угол за- Число циклов ОМ)

МПа гиба, 1рад до разрушения

1 ГЛР в среде азота (14) 1040 52 11470

2 ГЛР в среде аргона (Аг) 1045 58 16572

3 Фрезерование (Ф) 1065 48 26600

4 ГЛР (Ы) + Отжиг, 650 °С, 1 ч, воздух + опеско-струивание(0,Воз,П) 1085 35 2263540

5 ГЛР +ОГ)+Отжиг, 650° С, 1 ч, вакуум (О.Вак) 1055 38 65462

6 ГЛР (Аг)+(0, Воз,П) 1070 45 1215234

7 ГЛР (Аг)+ (О.Вак) 1060 52 75210

8 (Ф)+(О.Воз) 1075 44 112253

9 (Ф)+(0,Воз,П) 1060 40 2575647

10 (Ф)+(0,Вак) 1050 44 81966

11 ГЛР (Ю+Сварка (С) 1070 57 41280

12 ГЛР 00+(С) +(0, Воз.П) 1100 50 >1300110

13 ГЛР (Аг)+(С) 1065 48 55414

14 ГЛР (Ах)+(С) -КО, Воз,П) 1080 46 >1111647

15 (Ф)+(С) 1040 50 39285

16 (Ф) -КС) +(0, Воз.П) 1075 43 >1081070

Вакуумный отжиг полностью снимает внутренние напряжения и практически сопротивление усталости увеличивается на 10-12 % по сравнению исходным состоянием. Отжиг в воздушной среде приводит к некоторому увеличению сжимающих напряжений и к увеличению сопротивлению усталости по сравнению с вакуумным отжигом. Пескоструйная обработка после отжига в воздушной среде создает значительные сжимающие остаточные напряжения, что приводит к увеличению сопротивления усталости более чем на два порядка по сравнению с исходным состоянием.

При циклическом нагружении при постоянном уровне переменного напряжения (с„ = (0,70овр + 0,49а„рУ2 = 654 МПа) в материале протекают вначале процессы накопления необратимой повреждаемости (рис.11), и при достижении некоторого критического уровня плотности дефектов происходит возникновение начальной поверхностной трещины или зоны очага разрушения.

Рис. 11. Вид поверхности образца после усталостных испытаний (а, б) с участками накопления необратимой повреждаемости оксидной пленки и образованием микротрещин и поверхности излома (в) с характерным для усталостного разрушения ямочным рельефом

Исследованиями кинетики процесса разрушения по параметрам акустической эмиссии (АЭ) установлено, что фрезерованные образцы обладают низкой акустической активностью, а количество событий ГЛР и электроэрозионного раскроя (ЭЭР) примерно одинаковое. Однако суммарная энергия (накопление энергии) у образцов после ГЛР значительно выше, чем у прочих. Это говорит о наличии большего количества внутренних (термических напряжений) в ГЛР образцах (рис. 12).

44,146 94,146 144.146 194.1

Наличие растягивающих напряжений различной величины после ГЛР и ЭЭР приводит к тому, что при одних и тех же условиях усталостных испытаний число циклов до разрушения составляет около 150-10'' у образцов после ЭЭР обработки, 18103 - у образцов после ГЛР в аргоне и 10-10' -у образцов после ГЛР в азоте. Все виды обработки, позволяющие снизить величину растягивающих напряжений и, особенно, сменить знак на сжимающие напряжения, приведут к увеличению усталостной прочности у образцов после ГЛР и ЭЭР обработки. Снятие остаточных растягивающих напряжений вакуумным отжигом приводит к увеличению усталостной прочности на порядок, а смена растягивающих напряжений пескоструйной обработки после отжига приводит к увеличению усталостной прочности более чем на два порядка.

Экспериментальными исследованиями была установлена удовлетворительная сходимость с ранее высказанными положениями М.Х. Шоршорова и В.И. Добаткина улучшения свойств металла шва после увеличения скорости охлаждения из (3- области и последующего отжига. Улучшение свойств металла шва объясняется получением мелкозернистой структуры и изменением толщины и ориентировки а- пластин в процессе охлаждения (рис.13).

Рис. 13. Микроструктура металла шва титанового сплава ВТ20: а - время существования ванны т= 1,05 с, скорость охлаждения ю= 150,5 °С/с; б - время существования ванны т=0,23; скорость охлаждения ю=5% °С/с

Газолазерный раскрой титановых заготовок позволяет полностью исключить порообразование в металле шва, а уменьшение времени существования расплавленной ванны и увеличение скорости и охлаждения приводит к улучшению структуры и свойств металла шва, близких к свойствам основного металла.

Уменьшение скорости охлаждения за счет увеличения времени существования расплавленной ванны может привести к снижению прочности металла шва более чем на 10-25 % по сравнению с основным металлом из-за укрупнения зерна и изменения химического состава (табл.8 п.1,2,3).

Таблица 8

Изменения химического состава и механических свойств металла шва сплава

ВТ20 в зависимости от ТЦС

Режим ТЦС Содержание в процентах Механические свойства

О А ^ Б 5 о 5 о 1-Ь О о с. Скорость охлаждения | У зД А1 Мо V Ъх н2 о2 N2 га С 2 £ о Угол загиба, град

1 0,095 127,0 4,11 0,18 0.64 0,93 0,0022 0,063 0,006 720 67

2 0,138 185,0 4,55 0,38 0,79 1,06 0,0028 0,069 0,008 830 56

3 0,208 430,0 4,81 0,48 0,78 1,10 0,0036 0,077 0,009 930 50

4 0,556 558,9 6,23 0,58 ГТД5~1 1,79 0,0023 0,064 0,009 1050 44

5 0,417 550,9 6,51 0,69 1,19 1,58 0,0011 0,072 0,010 1065 41

6 Основной металл 6,45 0,60 1,29 1,87 0,0012 0,067 0,003 1050 45

В процессе виброиспытаний было установлено, что в различных образцах - имитаторах возникают области высокого уровня резонансных напряжений, близких к пределу текучести материала, которые только в зоне жесткого крепления привели к появлению необратимой повреждаемости (скольжению, двойникованию), критическому уровню плотности дефектов и к возникновению первоначальной поверхностной трещины, а в последующем к очагу разрушения (рис.14).

Рис. 14. Макроструктура зоны разрушения образца в процессе виброиспытаний в точке крепления: а - начало разрушения от фрезерованной кромки с распространением по радиусу галтели; б - разрушение как по границам зерна, так и по зерну - транскристаллитное; в -двойникование в зерне и формирование микротрещин на стыке зерен; г - фрактограмма излома по месту разрушения: ступенчатый характер разрушения, остановки и развитие разрушения

Очаги усталостного разрушения в зонах жесткого крепления образовались как при отсутствии, так и при наличии концентраторов напряжений (гру-

бая механическая обработка, радиус перехода в зоне сварного шва и др.). Наличие высокого уровня напряжений близкого к пределу текучести материала в точках расположенных в зонах ГЛР кромок, сварки после ГЛР заготовок в процессе виброиспытаний к образованию очагов усталостного разрушения не привело.

Проведенные исследования показали, что конструкции из титановых сплавов, изготовленные при применении газолазерного раскроя заготовок по оптимальным режимам в среде технического азота и подвергнутые последующей термической обработке, по вибронадежности не уступают конструкциям, изготовленным по традиционной технологии из цельного металла.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана концепция управления процессом термического цикла сварки титановых сплавов для создания металла шва с заданными свойствами путем установления связей между их составом, технологий и свойствами. Для оценки эффективности процесса ТЦС титановых сплавов предложено использовать насыщенность (величину) капиллярно-конденсированной влагой поверхности стыкуемых заготовок и присадочной проволоки, позволяющую учитывать порообразование в металле шва и скорость охлаждения в интервале температур полиморфного превращения, определяющую структуру и свойства металла шва.

2. Изучены особенности влияния структуры поверхности титановых заготовок и присадочной проволоки на адсорбцию влаги в процессе технологического цикла подготовки под сварку. Установлена взаимосвязь между конденсированной влагой и содержанием водорода в поверхностном слое титановых заготовок, позволяющая четко разделить поверхностно-адсорбированную влагу и капиллярно-конденсировшшую в зависимости от качества поверхности стыкуемых заготовок и проволоки.

3. Сравнительными исследованиями механических свойств основного металла и металла шва листовых заготовок различных толщин и плавок по результатам входного и технологического контроля конкретных деталей ЛА за пятилетний период установлено, что изменение режимов ТЦС на форсированные для толщин 2,5 мм и 3,0 мм привело к увеличению временного сопротивления разрыву металла шва по сравнению с основным металлом более чем на 15 % и незначительному уменьшению угла загиба. Для этих же толщин независимо от химического состава, свойства металла шва ниже свойств основного металла и в некоторых случаях более чем на 10-15 %. Для толщин 1,2 мм и 2,0 мм независимости от химического состава свойства металла шва и основного металла практически не различаются. Из проведенных исследований следует, что механические свойства металла шва титановых сплавов определяются процессами ТЦС.

4.Теоретически обосновано и экспериментально установлено, что использование в качестве критерия количественной оценки адсорбированной влага на поверхности кромок заготовок и сварочной проволоки по параметрам шероховатости некорректно, поскольку не учитывается при этом глубина де-

фектного слоя в виде макро-, микро - , субмикротрехцин, образованного механическим воздействием (разрушением) и травлением. Применение более качественной сварочной проволоки существенно снижает пористость сварного шва. При этом дефектность проволоки необходимо оценивать глубиной дефектного слоя в виде макро-, микро - , субмикротрещин, образованного механическим воздействием (разрушением) и травлением. Наиболее приемлемый, экспрессный и менее трудоемкий метод оценки качества присадочной проволоки - это сварка по цельной пластине или метод спектрального анализа содержания водорода в поверхностном слое.

5. Установлено, что температурное поле, достаточное для удаления капиллярно-конденсированной влаги с поверхности заготовок, находится в диффузионной зоне соединения, где происходит полное смятие выступов шероховатости микронадрывов и образование замкнутых полостей, заполненных влагой. Регулярное чередование выступов на поверхности титановых заготовок, образованных ГЛР, и их высокая твердость, практически сохраняющаяся до температуры плавления, позволяют полностью удалить капиллярно-конденсированную влагу с поверхности ответной заготовки, полученную раскроем на ножницах гильотинного типа и получить металл шва высокой плотности без пор. В последнем случае поры образуются в случае использования некачественной присадочной проволоки.

6. Установлено, что для удаления с поверхности металлов поверхностно-адсорбированной и капиллярно-конденсированной жидкостей темпера-турно-временные условия различаются на несколько порядков. Поэтому времени 0,3 с недостаточно для удаления капиллярно-конденсированной влаги с поверхности присадочной проволоки, что приводит к попаданию этой влаги в расплавленную ванну и образованию пор.

7. Теоретически обосновано и экспериментально установлено, что улучшение свойств металла шва титановых сплавов определяется процессами ПДС, а именно процессами превращения при охлаждении из расплавленного состояния за счет получения мелкозернистой структуры и изменение толщины и ориентировки а - пластин в процессе охлаждения, что позволяет, назначая режимы ТЦС, прогнозировать свойства титановых конструкций.

8. Изменение механических свойств при статических, повторно-статических и виброиспытаниях титановых конструкций показали, что конструкции, изготовленные при применении оптимальных режимов ТЦС и термообработки, не уступают конструкциям, изготовленным по традиционной технологии из цельного металла.

Разработанные рекомендации по изготовлению титановых конструкций прошли опытно-промышленное испытание на ОАО «КнААПО» и готовится техдокументация для внедрения в серийное производство.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Муравьев, В.И. Влияние процессов плавления и кристаллизации металла шва на свойства сварных конструкций из титановых сплавов/ В.И. Муравьев. P.A. Физула-ков, Д.В. Матвеенко, П.В. Череповский, О.Н. Клешнина // Повышение эффективности инвестиционной деятельности в Дальневосточном регионе и странах АТР: материалы междунар. науч-практ.конф.; Комсомольск-на-Амуре: В 3 ч. - Комсомольск-на-Амуре : ГОУВПО «КнАГТУ», 2006.-Ч. 1 .-С 54-68.

2. Клешнина, О.Н. Влияние термического цикла электронно-лучевой сварки (ЭЛС) на формирование металла шва конструкций из титановых сплавов/ О.Н. Клешнина, В.И. Муравьев, П.Г. Демышев, A.A. Кузнецов, П.В. Бахматов // Вестник Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» Вып. 12: В 2 ч. : сб.науч.тр./ редкол.: A.M. Шпилев (отв.ред.) и др.- Комсомольск-на-Амуре : ГОУВПО «КнАГГУ», 2008.-Ч.1,- С 90-96.

3. Фролов, A.B. Влияние дозированного теплового воздействия в интервале фазового предпревращения на свойства титановых сплавов / A.B. Фролов, В.И. Муравьёв, В.В. Мосечкина, О.Н. Клешнина, P.A. Физулаков // Вестник Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» Вып. 12: В 2 ч.: сб.науч.тр./ редкол.: А.М. Шпилев (отв.ред.) и др.- Комсомольск-на-Амуре : ГОУВПО «КнАГТУ», 2008.-Ч.1,- С 124-127.

4. Муравьев, В.И. Исследования процесса разрушения образцов из титановых сплавов после газолазерного раскроя методом акустической эмиссии / В.И. Муравьев, P.A. Физулаков, О.Н. Клешнина, Ю.С. Агалаков // Материаловедение тугоплавких соединений. Достижения и проблемы: материалы междунар. науч-практ.конф.; Киев, 2729 мая. 2008 г. : Киев: ИПМ НАНУ, 2008.- С 93.

5. Клешнина, О.Н. Влияние адсорбированной влага на поверхности присадочной проволоки на порообразование в металле шва при сварке титановых сплавов /О.Н. Клешнина, Ю.С. Агалаков, В.И. Муравьёв// Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела и прогрессивные технологии в машиностроении: сб.ст. Вьш.З. В 2 ч. - Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН, 2009. -4.2. С. 72-83.

6. Муравьев, В.И. Формирование структуры металла шва и зоны термического влияния при ЭЛС титановых сплавов / В.И. Муравьев, A.A. Кузнецов, О.Н. Клешнина // Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела и прогрессивные технологии в машиностроении: сб.ст. Вьш.З. В 2 ч. - Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН, 2009.-4.2. С 107-118.

7. Клешнина, О.Н. Особенности контроля качества присадочной проволоки для сварки титановых сплавов / О.Н. Клешнина, В.И. Муравьёв, P.A. Физулаков, A.A. Кузнецов, К. А. Мелкоступов// Контроль. Диагностика. - 2009. - № 8. - С 21-26.

8. Клешнина, О.Н. Оценка дефектов и зависимости механических свойств сварных соединений от режимов термического цикла сварки титановых сплавов / О.Н. Клешнина, A.A. Куприенко// Научно-техническое творчество аспирантов и студентов: материалы 38-й науч.конф.; В 3 ч. редкол.: A.M. Шпилев (отв.ред.) и др.- Комсомольск-на-Амуре : ГОУВПО «КнАГТУ», 2008.-Ч.1,- С 108-109.

9. Клешнина, О.Н. Особенности механизма порообразования в процессе электронно-лучевой сварки титановых сплавов / О.Н. Клешнина, A.A. Кузнецов, В.И. Муравьев, П.Г. Дёмышев, // Российская конференция по теплофизическим свойствам веществ; Москва, 7-10 окг. 2008 г. - Москва: МИСиС, 2008. - С 77 -78.

10. Клешнина, О.Н. Разработка метода введения присадочной проволоки в расплавленную ванну в процессе сварки титановых сплавов, исключающего порообразование / О.Н. Клешнина, A.A. Куприенко// Научно-техническое творчество аспирантов и студентов: материалы 39-й науч.конф. В 3 ч. редкол.: A.M. Шпилев (отв.ред.) и др.-Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГГУ», 2009.-Ч.1,- С 54-56.

11. Муравьев, В.И. Усталостные свойства титановых конструкций в зависимости от технологических операций раскроя и последующей обработки / В.И. Муравьев, P.A. Физулаков, О.Н. Клешнина, П.В. Бахматов //Современные проблемы в технологии машиностроения материалы науч-практ..конф.;- Новосибирск: НГТУ, 2009,- 113-116 С.

12. Клешнина, О.Н. Исследование взаимосвязи содержания водорода и адсорбированной влаги на поверхности заготовок под сварку из титановых сплавов /О.Н. Клешнина, В.И. Муравьев, С.З. Лончаков, A.A. Кузнецов // Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов // материалы междунар. науч-пракг.конф.;. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2009.-С 141 -149.

13. Клешнина, О.Н. Исследование влияния термического цикла сварки на свойства титановых конструкций /О.Н. Клешнина, В.И. Муравьев// Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов // материалы междунар. науч-пракг.конф.; - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2009.-С 65-72.

14. Kleshnina, O.N. Influence of conditions of welding heat cycle on features of titanium alloys structures / O. N.Kleshnina, V.l. Muravicv, A.A. Kuznetsov, A.A. Kuprienko // Modem materials and technologies 2009 : International Xtn Russia-Chinese Symposium. Proceedings; Khabarovsk, 5-9 oct. 2009: - Khabarovsk: Pacific National University, 2009. - P 517-521.

15. Клешнина, O.H. Влияние режимов термического цикла сварки (ТЦС) на структуру и свойства металла шва титановых конструкций / О.Н. Клешнина, В.И. Муравьев, A.A. Кузнецов // Сварочное производство. - 2010. - № 8. - С. 3-12.

16. Муравьев, В.И. Исследование влияния адсорбированной влаги на содержание водорода в поверхностном слое заготовок из титановых сплавов. / В.И. Муравьев, A.A. Кузнецов, О.Н. Клешнина, P.A. Физулаков, A.M. Мартынюк // Сборка в машиностроении, приборостроении - 2010. - № 10. - С.4-13.

17. Муравьев, В.И. Исследование возможности увеличения прочности и долговечности титановых конструкций управлением термическим циклом сварки / В.И. Муравьёв, О.Н. Клешнина, A.A. Кузнецов, Д.В. Матвеенко// Ученые записки. Науки о природе и технике. - 2010. -№1(1). - С. 150-160.

Подписано в печать 18.10.2010 г. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Ризограф ИШ5ЕР-а. Усл. печ. л. 1,40. Уч.-изд.л. 1,35. Тираж 100. Заказ 23606. Полиграфическая лаборатория Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» 681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27

Введение.

Глава 1 АНАЛИЗ МИРОВОГО ОПЫТА ПО УЛУЧШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ

СПЛАВОВ (обзор литературы).

Глава 2 МЕТОДИКИ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Традиционные методы исследования, оборудование и методики.

2.2. Методика определения содержания водорода в поверхностном слое.

2.3. Методика исследования механизма формирования соединения перед фронтом сварочной ванны.

2.4. Проведение аналитической оценки входного и технологического контроля сварных заготовок.

2.5. Методика исследования качества сварочной проволоки.

2.6. Определение циклической (усталостной) прочности.

2.7. Методика исследования эксплуатационной надежности опытных образцов сварных титановых конструкций.

Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ СОДЕРЖАНИЯ

ВОДОРОДА ИАДСОРБИРОВАННОЙ ВЛАГИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВОК ПОД СВАРКУ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ.

3.1. Особенности сварки титана и его сплавов.

3.2. Исследование влияния вида подготовки поверхности заготовок на адсорбцию влаги и водорода.

3.3. Выводы.

Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ЦИКЛА СВАРКИ И КАЧЕСТВА ПРОВОЛОКИ НА

ПОРООБРАЗОВАНИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА МЕТАЛЛА ШВА ТИТАНОВЫХ

КОНСТРУКЦИЙ.

4.1. Тепловые процессы при сварке плавлением.

4.2. Термодинамические условия существования фаз при ТЦС титановых сплавов.

4.3. Аналитическая оценка результатов входного и технологического контроля сварных заготовок.

4.4. Методика исследования качества проволоки.

4.5. Закономерности изменения механических свойств сварных конструкций в зависимости от режимов термического цикла сварки.

4.6. Оценка усталостных свойств титановых конструкций в зависимости от вида технологических операций раскроя и последующей обработки заготовок.

4.7. Оценка эксплуатационной надежности сварных титановых конструкций.

4.8. Выводы.

Актуальность темы исследования. Технологии изготовления деталей, узлов и летательных аппаратов (ЛА) в целом определяют ресурс изделия, его трудоемкость и себестоимость, стабильность и культуру производства. Существует постоянная взаимосвязь между конструкцией летательного аппарата и технологией его производства. Создание новых технологий, способных обеспечить получение деталей, удовлетворяющих высоким техническим требованиям, открывает дорогу для конструктивного совершенствования ЛА.

Ужесточение требований к работоспособности сварных конструкций ответственного назначения, изготовляемых на основе титановых сплавов, может быть удовлетворено высоким качеством сварных соединений. Общеизвестно, что при сварке плавлением титановых сплавов могут появляться поры. Отрицательное воздействие пор максимально при работе конструкций в условиях циклического нагруже-ния. Снижение усталостных характеристик связано не только с действием пор как геометрических концентраторов напряжения, но в основном с уменьшением запаса пластичности металла вблизи границ пор, из-за увеличения в нём в несколько раз концентрации водорода.

На практике при изготовлении сварных конструкций в технических требованиях закладывается снижение предела прочности сварного шва на 10 % от предела прочности основного материала. При производстве данное снижение оказывается еще больше — 11-15 %. При исправлении дефектов, полученных при сварке (поры, подрезы, вольфрамовые включения и др.), подваркой происходит дальнейшее снижение предела прочности.

Из всего многообразия исследований причин порообразования при сварке плавлением титановых сплавов наиболее достоверной является концепция о решающей в образование пор при сварке газообразующих веществ, адсорбированных на кромках деталей, высказанная в 1969 г. В. В. Редчицем совместно с Г.Д. Никифоровым, которая признана многими исследователями и которая постоянно подтверждается.

Таким образом, актуальным направлением исследования является повышение механических свойств сварного соединения идентичных свойствам основного материала, путем полного исключения пористости сварного шва, управление формированием структуры на поверхности свариваемых заготовок и проволоки, исключающих капиллярно-конденсированную влагу и создающих условия управления процессами термического цикла сварки (ТЦС), обеспечивающих высокие механические свойства металла шва.

Работа выполнялась в соответствии с научным направлением ГОУВПО «КнАГТУ» «Теоретические и технологические исследования управлением структурными изменениями в металлах, сталях и сплавов в процессе технологического цикла изготовления высоконадежных конструкций» и планом совместных работ о взаимном сотрудничестве от 03.03.2007 № 101 между ОАО «КнААПО» и ГОУВПО «КнАГТУ» «Обеспечение надежности сварных конструкций из титановых сплавов».

Целью настоящей работы является повышение надежности титановых конструкций за счет управления формирования структуры на поверхности свариваемых заготовок и проволоки, исключающих капиллярно-конденсированную влагу и создающих условия управления процессами термического цикла сварки (ТЦС), обеспечивающих высокие механические свойства металла шва.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе выполнено следующее:

1. Проведен анализ влияния основных технологических операций изготовления титановых конструкций на их свойства и разработка методов их комплексного улучшения и экономической целесообразности.

2. Разработан новый подход к количественной оценке десорбции капиллярно-конденсированной влаги на свариваемых кромках заготовок, дегазации сварочной ванны в процессе ТЦС и влияния ТЦС на структуру и свойства металла шва титановых конструкций.

3. Установлены особенности изменения механических свойств металла шва титановых сплавов от ТЦС.

4. Исследованы условия порообразования при использовании присадочной проволоки в процессе ТЦС титановых сплавов.

5. Разработаны параметры контроля, диагностики качества присадочной проволоки (1111) и условия её подачи, исключающие порообразование в процессе ТЦС титановых сплавов.

6. Установлены критерии оптимальных режимов ТЦС обеспечивающих свойства металла шва, идентичные свойствам основного металла.

7. Изучены структура и свойства металла шва титановых конструкций, полученных по новым технологическим процессам ТЦС.

8. Проведены опытно-промышленная отработка и внедрение в производство новых технологических процессов изготовления надежных титановых конструкций.

Научная новизна

1. Установлены особенности десорбции капиллярно-конденсированной влаги с поверхности титановых заготовок как в процессе хранения, так и в процессе ТЦС. Впервые показана взаимосвязь между конденсированной влагой и содержанием водорода в поверхностном слое титановых заготовок, что позволило назначать режимы ТЦС, исключающие порообразование в металле шва.

2. Установлены зависимости показателей механических и эксплуатационных свойств от наличия капиллярно-конденсированной влаги на поверхности титановых заготовок и режимов ТЦС титановых конструкций.

3. Разработана и научно обоснована технология контроля качества и подачи ПП в сварочную ванну в процессе ТЦС титановых конструкций для получения беспористого металла шва с высокими показателями свойств.

Практическое значение полученных результатов заключается в следующем:

- разработана новая технология изготовления сложных пространственной формы вафельного типа конструкций из титановых сплавов, улучшающая свойства и надежность летательных аппаратов;

- разработана усовершенствованная технология контроля качества 1111;

- разработана методика контроля количества капиллярно-конденсированной влаги на поверхности титановых заготовок;

- 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» на кафедрах ТСП, МиТНМ и ТС.

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований были доложены и обсуждены на следующих научных конференциях, семинарах: ежегодных научно-технических конференциях аспирантов и студентов (Комсомольск-на-Амуре, 2006-2009гг.); международной научно-практической конференции «Повышение эффективности инвестиционной деятельности в Дальневосточном регионе и странах АТР» (Комсомольск-на-Амуре, 2006 г.); международной научной конференции «Материаловедение тугоплавких соединений. Достижения и проблемы» (Киев, 2008 г.); Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ (Москва, 2008 г.); научно-практической конференции «Современные проблемы в технологии машиностроения» (Новосибирск, 2009 г.); международной научно-практической конференции «Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов» (Комсомольск-на-Амуре, 2009 г.); международном Российско-Китайском симпозиуме «Современные материалы и технологии 2009» (Хабаровск, 2009 г.); третьей Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (Москва, 2010 г.); на научных семинарах кафедры ТСП и МиТНМ.

Личный вклад автора состоит в постановке задач исследования, в оценке технологических возможностей изготовления надежных изделий из титановых сплавов; анализе литературных источников; в проведении экспериментов с последующим анализом и обработкой. полученных данных; вь проведении оптических, металлографических, физико-механических и других исследований.

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректностью постановки решаемых задач и их физической обоснованностью, большим объемом статистических и экспериментальных данных и сопоставлением с данными других авторов.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 17 статьях, из них 2 работы в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4^глав, списка литературы и приложения. Материалы работы изложены на 171 странице, содержат 18 таблиц и иллюстрированы 57 рисунками. Список литературы содержит 90 наименований.

4. Результаты исследования влияния различных методов подготовки кромок под сварку на количество адсорбированной влаги. Используется при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Технологические основы сварки плавлением», а также при дипломном проектировании и при выполнении научно-исследовательской работы студентами и аспирантами.

Зав. кафедрой «ТСП» к.т.н., доцент В.В.Кириченко

Зав. кафедрой «МиТНМ» д.т.н., профессор

В.А. Ким

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

2. Редчиц В. В. Пористость при сварке цветных металлов / В. В. Редчиц, В. А. Фролов, В. И. Лукин, В. А. Казаков. М.: Издательский центр "Технология машиностроения", 2002. - 448 с.

3. Матюшкин Б. А. Особенности образования и развития трещин от пор в металле швов сплавов титана после сварки / Б. А. Матюшкин, А. И. Горшков, В. И. Муравьев // Сварочное производство. -1975. № 8.-С. 9-11.

4. Шоршоров М. X., Назаров Г. В. Сварка титана и его сплавов / М. X. Шоршоров., Г. В. Назаров. М.: Машиностроение, 1959. - 136 с.

5. Горшков А. И., Третьяков Ф. Е. Влияние технологических факторов при аргонодуговой сварке сплава ВТ 14 на образование пор / А. И. Горшков, Ф. Е. Третьяков // Сварочное производство. 1962. - № 6. - С. 4-6.

6. Третьяков Ф. Е., Горшков А. И. Способы предупреждения пористости при сварке титановых сплавов / А. И. Горшков, Ф. Е. Третьяков // Сварочное производство -.1963. № 4. - С. 24-26.

7. Фролов В. В., Горшков А. И. О влиянии водорода на образование пор при аргонодуговой сварке титана / В. В.Фролов, А. И. Горшков // Сварочное производство. 1966. - №5. - С. 7-10.

8. Горшков А. И. Причины образования пор в сварных соединениях из титана / А. И. Горшков // Сварочное производство. 1965. - № 4. - С. 25-28.

9. Горшков А. И. Некоторые вопросы образования пористостипри сварке титана / А. И. Горшков // Сварочное производство. 1968. -№ 7. - С. 21-23 с.

10. Маслюков О. А. Способ сварки в среде защитных газов (A.c. 183305. СССР).

11. Титан и его сплавы / JI.C Мороз и др.. Л.: Судпром, 1960. -515 с.

12. Гуревич С. М., Замков В. Н., Прилуцкий В. П. Образование пор в швах при сварке титана плавлением / С. М. Гуревич, В. Н. Замков, В. П. Прилуцкий // Автоматическая сварка. -1968. № 12. - С. 1923.

13. Лакомский В. И., Калинюк H. Н. Растворимость водорода в жидком титане / В. И. Лакомский, H. Н. Калинюк // Автоматическая сварка. 1963. - № 9. - С. 31—35.

14. Potthoff F. Einflub von Poren auf technologische Giitswerte / F. Potthoff// Prahtiher. 1975. - № 8. - S. 140-144.

15. Явойский В. И. Растворимость водорода в твердом и жидком титане / В. И. Явойский , Л. Б. Костерев, А. Д. Чучурюкин, М. И. Мусатов // Известия вузов. Цветная металлургия. 1969. - № 1. - С. 35-38.

16. Mitchell D.R. Porosity in Titanium Welds / D.R Mitchell // Welding Journal. 1965. - № 4. - P. 39-46.

17. Замков В. H., Шевелев А. Д. Образование пор в сварных соединениях титанового сплава ВТ6, выполненных электронно-лучевой сваркой / В. H Замков, А. Д. Шевелев // Автоматическая сварка. -1979. № 12. - С. 50-54, 57 .

18. Глейм А. Г., Хентов В. Я. Об устойчивости пенных пленок и структурных особенностей растворов / А. Г. Глейм, В. Я. Хентов // Журнал прикладной химии. 1969. - Т42. - Вып. 11. - С. 2863-2866.

19. Третьяков Ф. Е. Сварка плавлением титана и его сплавов / Ф.

20. Е. Третьяков. М.: Машиностроение, 1967. - 144 с.

21. Редчиц В. В. О развитии понятия «свариваемость металлов» / В. В. Редчиц // Повышение качества и эффективности сварочного производства на предприятиях г. Москвы. М.: ЦРДЗ. -1994. С. 150158.

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

23. Петров Г. JL, Хатунцев А. Н. Роль химических реакций в образовании пор при сварке титановых сплавов / Г. JI. Петров, А. Н. Хатунцев // Сварочное производство. 1975. - № 6. - С. 57-58.

24. Прилуцкий В. П., Замков В. Н., Гуревич С. М. Аргонодуго-вая сварка титановых сплавов с применением присадочной порошковой проволоки / С. М. Гуревич, В. Н. Замков, В. П. Прилуцкий // Автоматическая сварка. 1975. - № 7. - С. 41-44.

25. Редчиц В. В. Решение проблемы предупреждения пор в металле швов титановых сплавов / В. В. Редчиц // Актуальные проблемы сварки цветных металлов. Киев: Наукова думка. 1989. - С. 341-343.

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

27. Иванникова А. Д., Фролов В. В., Верченко В. Р. Обоснование образования пор за счет обезуглероживания ванны при сварке титановых сплавов / А.Д. Иванникова, В. В Фролов, В. Р. Верченко // Сварочное производство. -1971. № 8. - С. 59-63.

28. Andrea М. М. Soures and causes of porosity in titanium are welds / M. M. Andrea // Welding Journal. 1966. - № 4. - P. 178-187.

29. Макквиллэн А. Д., Макквиллэн M. К. Титан / А. Д. Макквиллэн, М. К. Макквиллэн М.: Металлургия, 1958. - 458 с.

30. Соловьев В. И., Резниченко В. А. К вопросу о раскислении титана углеродом / В. И Соловьев, В. А. Резниченко // Проблемы металлургии титана. М.: Наука, 1967. - С. 191-198.

31. Явойский В. И. Теория процесса производства стали / В. И. Явойский М.: Металлургия, 1967.- 792 с.

32. Третьяков Ф. Е., Горшков А. И. Влияние пор на конструктивную прочность сварных,соединений труб из титана / Ф. Е. Третьяков, А. И. Горшков // Сварочное производство. -1964. № 10. - С.31-33.

33. Редчиц В. В., Никифоров Г. Д. Поведение водорода в порах при сварке титана плавлением / В. В. Редчиц, Г. Д. Никифоров // Автоматическая сварка. 1981. - № 3. - С. 32-37.

34. Дьяченко В. В., Иванов Б. К., Морозов Б. П., Сивов Е. Н. Пористость, металла шва при сварке плавлением ниобиевых сплавов / В. В. Дьяченко, Б. К. Иванов, Б. П. Морозов, Е. Н. Сивов // Сварочное производство. -1967. № 7. - С. 10-13.

35. Дьяченко В. В., Пережогин В. И., Николаев В. В. Источники образования пор в металле шва ниобиевых сплавов / В. В. Дьяченко, В. И. Пережогин, В. В. Николаев // Сварочное производство. 1976: -№5.-С. 56-58.

36. Никифоров Г. Д., Редчиц В. В. О механизме образования пор при сварке титановых сплавов / Г. Д. Никифоров, В. В. Редчиц // Сварочное производство. -1972. -№ 3. С. 49-51.

37. Редчиц В. В., Никифоров Г. Д., Вакс И. А. Предупреждение пор в сварных швах тонколистового титана / В. В. Редчиц, Г. Д. Никифоров, И. А. Вакс // Сварочное производство. 1974. - № 4. - С. 7-10.

38. Куликов Ф. Р., Редчиц В. В., Хохлов В. В. Особенности возникновения и меры предупреждения пористости при сварке плавлением сплавов титана больших толщин / Ф. Р. Куликов, В. В. Редчиц, В. В Хохлов // Сварочное производство. 1975. - № 11. - С. 26-31.

39. Никифоров Г. Д., Редчиц В. В. Механизм зарождения в сварочной ванне пузырьков газа при сварке активных металлов / Г. Д. Никифоров, В. В. Редчиц // Сварочное производство. 1977. - № 6. -С. 53-57.

40. Редчиц В. В., Никифоров Г. Д. 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.

41. Masahiro U., Satorn О. On the porosity formation in aluminium weld metal / U. Masahiro, O. Satoru // J. Jap. Light Metal Weld. (Kei Kin-zolu Yosetsu). -1973, -vol. 11. № 125. - P. 215-222.

42. Ерохин A.A., Оботуров В.И. Роль поверхностных загрязнений в образовании пор при сварке / А. А. Ерохин, В. И. Оботуров // Сварочное производство. 1971. - № 8. - С. 57-58.

43. Лозеев Г. Е. Способ уменьшения пористости в сварных швах / Г. Е. Лозеев // Сварочное производство. 1975. - № 8. - С. 31-33.

44. Лозеев Г.Е., Черницын А.И., Фролов В.В. Процессы, протекающие на 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.

45. Редчиц В.В., Никифоров Г.Д. и др. Основные закономерности образования пор при сварке плавлением титана и его сплавов / В. В. Редчиц, Г. Д. Никифоров // Сварочное производство. 1987. - № 5. - С. 28-30.

46. Термодиффузия водорода при сварке титана / В.М Абдулах, А.Д. Шевелев, В.Д. Демченко и др. // Автомат, сварка. 1980.- № 1. С. 20-23.

47. Муравьев В. И. Проблемы порообразования в сварных швах титановых сплавов / В. И. Муравьев // Материаловедение и термическая обработка металлов. 2005. - №7.- С. 30-37.

48. Грабин В. Ф. Металловедение сварки плавлением / В. Ф. Грабин Киев: Наукова думка. 1982. - 235 с.

49. Гуревич С. М. Справочник по сварке цветных металлов. 2-е изд., перераб. и доп. / С. М. Гуревич-Киев: Наук, думка, 1990. 512 с.

50. Дятлов В. И. Особенности металлургических процессов при сварке под флюсом / В. И Дятлов. // Юбилейный сборник, посвященный Е.О. Патону. Киев: Изд-во АН УССР, 1951. - С. 261-267.

51. Ерохин А. А. Основы сварки плавлением. / А. А. Ерохин —

52. М.: Машиностроение, 1973. 448 с.

53. Колачев Б. А. Водородная хрупкость металлов / Б. А. Кола-чев — М.: Металлургия. 1985. 217 с.

54. Кудрявцев И. В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении / И. В. Кудрявцев М.: Машгиз, 1951. - 278 с.

55. Металлургия и технология сварки тугоплавких металлов и сплавов на их основе / Под ред. В.Н. Замкова. Киев: Наук, думка, 1986. - 240 с.

56. Рабкин Д. М. Распределение температур в ванне при автоматической сварке алюминия / Д. М. Рабкин // Автоматическая сварка. 1956. -№ 2.- С. 1-8.

57. Рыкалин Н. Н. Расчеты тепловых процессов при сварке: Справочник по сварке. / Н. Н. Рыкалин М.: Машгиз, 1960. - Т. 1. -С. 9-50.

58. Рыкалин H.H. Расчеты тепловых процессов при сварке / Н. Н. Рыкалин М.: Машгиз, 1951. - 296 с.

59. Теоретические основы сварки / под ред. В. В. Фролова. М.: Высшая школа, 1970. - 592 с.

60. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Под ред. Б. Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974. - 768 с.

61. Применение электроимпульсного воздействия в процессах раздачи трубных заготовок / Марьин Б. Н., Иванов Ю. JL, Макарова Е. А., Муравьёв В. И. // МНТК «Проблемы механики сплошной среды», КнАГТУ, ИМиМ ДВО РАН, Ч. 2. 1998. - С. 116 -117.

62. Wiesner P. Elektronenstrahlschweissen // Technik. -1977. 32, N10. S 573-578.

63. Алов А. А., Агапов И. И. Исследование кристаллическогостроения металла шва при дуговой сварке / Алов А. А., И. И. Агапов // Автогенное дело.-1948.- № 6. С. 10-15.

64. Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии / С. С. Воюцкий. -М.: Химия, 1975.-512 с.

65. Добаткин В. И., Габидуллин Р. М., Колачев В. А. и др.. Газы и окислы в алюминиевых деформируемых сплавах / В. И. Добаткин, Р. М. Габидуллин, В. А. Колачев и др. М.: Металлургия, - 1976. - 264 с.

66. Грабин В.Ф. Основы металловедения и термической обработки сварных соединений из титановых сплавов / В. Ф Грабин Киев: Наукова думка, 1975.-261 с.

67. Грабин В. Ф. Структура и свойства сварных соединений из титановых сплавов / В.Ф. Грабин Киев: Наукова думка, 1964. - 105 с.

68. Гудремон Э. Специальные стали: В 2-х т. / Э. Гудремон. М.: Металлургия, 1966. - Т1. - 736 с.

69. Гуревич С. М. К вопросу влияния алюминия на структуру и свойства сварных швов титана / С. М. Гуревич // Титан и его сплавы. Металлургия и металловедение. М.: Изд-во АН СССР, 1958. - С. 205-208.

70. Дятлов В. И., Абралов М. А., Шнайдер Б. И. Первичная кристаллизация жидкой ванны при сварке металлов малых толщин / В. И Дятлов, М. А. Абралов, Б. И. Шнайдер // Автоматическая сварка. -1967.-№1,-С. 26-30.

71. Макара А. М. Исследование вопросов технологии и металловедения сварки легированных конструкционных сталей: автореф. дис. . д-ра техн. Наук / — Киев, 1963. 51 с.

72. Мовчан Б. А. Микроскопическая неоднородность в литых сплавах / Б. А. Мовчан Киев: Гостехиздат, 1962. - 340 с.

73. Прохоров Н. Н., Мастрюкова А. С. Первичная структура и еезначение при оценки прочности металла шва / Н. Н.Прохоров, А. С. Мастрюкова// Автоматическая сварка 1965. - № 8. - С. 15-21.

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

75. Шаманин М. В. Некоторые вопросы кристаллизации металла шва при электродуговой сварке / М. В. Шаманин // Сварка. 1958. -№1. — С. 16-26

76. Шоршоров М. X., Мещеряков В. Н. Фазовые превращения и изменения свойств сплавов титана при сварке. Атлас. / М. X. Шоршоров, В. Н. Мещеряков М.: Наука. - 1973. - С. 160.

77. Добаткин В. И. Слитки титановых сплавов / В. И. Добаткин, Н. Ф. Аношкин, А. Л. Андреев и др. М.: Металлургия, 1966.-286 с.

78. Особенности возникновения и меры предупреждения пористости при сварке плавлением сплавов титана больших толщин / Ф.Р. Куликов, В.В. Редчиц, В.В. Хохлов и др. // Сварочное производство. -1975.-№11.-С. 26-31.

79. Титановые сплавы. Полуфабрикаты из титановых сплавов. Редакционная коллегия Г. Д. Агархов, И. И. Каганович, И. С. Поль-кин, Ф. 3. Тулянкин отв. Редакторы Н. Ф. Аношкин, М. 3. Ерманок. М.: Металлургия, 1979. 512 с.

80. Цвиккер У. Титан и его сплавы / У. Цвиккер М.: Металлургия, 1979.-502 с.

81. Ханьжин П. С., Яблоник Л. М. Влияние технологии контроля на выявление дефектов капиллярным методом / П. С Ханьжин, Л. М. Яблоник // Дефектоскопия. 1960. - №6. - С. 64-71.

82. Теория сварочных процессов. Учебник для вузов по спец. «Оборудование и технология сварочного производства» / В.Н. Вол-ченко, В.М. Ямпольский, В.А. Винокуров и др.; Под ред. В.В. Фроло9А/ва. -М.: Высш. шк., 1988. -539 с. '

83. Металлургия и технология сварки титана и его сплавов/ С. М.Гуревич, В. Н.Замков, Я. Ю. Компан и др. Киев: Наукова думка, 1979. - 299 с.

84. Дроздовский Б. А. Трещиностойкость титановых сплавов / Б. А. Дроздовский М.: Металлургия, 1983. - 192 с.

85. Иванов В. С. Усталостное разрушение металлов / В. С. Иванов М.: Металлургиздат, 1963. - 272 с.

86. Колачев Б. А. Механические свойства титана и его сплавов / Б. А. Колачев М.: Металлургия, 1974. - 544 с.

87. Пульцин Н. М. Титановые сплавы и их применение в машиностроении / Н. М. Пульцин М.: Машгиз, 1962. - 168 с.

88. Ботвина Л. Р. Усталость и вязкость разрушения металлов / Л. Р. Ботвина М.: Наука, 1974.- 253 с.