RU2151674C1

RU2151674C1 - Method for making honeycomb structures with superthin-wall filler by diffusion welding

Info

Publication number: RU2151674C1
Application number: RU98112057A
Authority: RU
Inventors: Ф.Н. Рыжков; В.В. Панов; А.Н. Рощупкин
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: machine engineering, namely, manufacture of laminate honeycomb structures of titanium alloys. SUBSTANCE: method for making honeycomb filler of band material comprises steps of subjecting band to heat treatment by heating it with laser beam until temperature more than that of α _→ β conversion; placing filler between layers of facing and performing diffusion welding of filler with sheets of facing; realizing heat treatment at moving band; focusing laser beam by means of cylindrical planoconvex lens having focal point in the form of rectangle whose length is equal to width of filler band and whose width is more than thickness of filler by 4-10 times; moving focal point with speed equal to that of band motion due to rotating mirror in the form of polygonal equilateral prism in such a way that interval between dash lines was more than thickness of filler by 6-20 times. At process of diffusion welding filler band remains stable during upsetting due to worked portions of band. Non-worked portions of band allow to form high-quality joint whose strength is equal to that of base material at welding along any surface. EFFECT: enhanced efficiency of method.

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к изготовлению слоистых сотовых панелей из титановых сплавов. The invention relates to mechanical engineering, namely to the manufacture of laminated honeycomb panels from titanium alloys.

Известен способ изготовления диффузионной сваркой сотовых конструкций с особотонкостенным заполнителем, при котором сотовый заполнитель размещают между слоями обшивки и производят диффузионную сварку заполнителя и обшивки (SU 988498, B 23 K 20/14, 1983). A known method of manufacturing the diffusion welding of honeycomb structures with a particularly thin-walled aggregate, in which the honeycomb core is placed between the skin layers and diffusion welding of the aggregate and skin is performed (SU 988498, B 23 K 20/14, 1983).

Однако данный способ имеет недостаток: при использовании для изготовления заполнителя ленты малой толщины (менее 0,1 мм) в процессе диффузионной сварки возможна потеря устойчивости элементов сотового заполнителя, кроме того, не достигается равнопрочности соединения обшивки с заполнителем основному материалу, способ имеет очень низкую производительность, что связано с последовательным однопроходным характером обработки. However, this method has a drawback: when using a tape of small thickness (less than 0.1 mm) for the manufacture of aggregate in the diffusion welding process, the loss of stability of the honeycomb core elements is possible, in addition, the equal strength of the connection of the casing with the aggregate to the base material is not achieved, the method has a very low productivity , which is associated with the consistent single-pass nature of the processing.

Задачей данного изобретения является разработка способа изготовления слоистой сотовой панели из титановых сплавов, позволяющего получить соединение обшивки с заполнителем, равнопрочное основному материалу, с высокой производительностью термообработки. The objective of the invention is to develop a method of manufacturing a layered honeycomb panel of titanium alloys, which allows to obtain a connection of the casing with a filler, equal strength to the base material, with high heat treatment performance.

Решение данной задачи достигается тем, что сотовый заполнитель изготавливают из ленты, которую подвергают термообработке путем нагрева до температуры выше температуры α _→ β- перехода лучом лазера штрихами с интервалом, затем размещают заполнитель между слоями обшивки и производят диффузионную сварку заполнителя с листами обшивки, при этом луч лазера фокусируют с помощью цилиндрической плосковыпуклой линзы, с формой фокального пятна, близкой к прямоугольнику, длина которого равна ширине ленты заполнителя, а ширина в 4-10 раз больше толщины заполнителя, перемещения фокального пятна осуществляют посредством вращения зеркала, выполненного в виде многоугольной равносторонней призмы, причем скорость перемещения фокального пятна равна скорости перемещения ленты, интервал между штрихами задают в 6-20 раз больше толщины заполнителя. The solution to this problem is achieved by the fact that the honeycomb core is made of tape, which is subjected to heat treatment by heating to a temperature above the temperature α _ → β-transition by the laser beam by strokes at intervals, then the aggregate is placed between the skin layers and diffusion welding of the filler with the skin sheets is performed at In this case, the laser beam is focused using a cylindrical plano-convex lens, with the shape of a focal spot close to a rectangle, the length of which is equal to the width of the filler tape, and the width is 4-10 times greater than the thickness us aggregate displacement of the focal spot is performed by rotating mirrors provided in the form of equilateral polygonal prism, wherein the moving speed of the focal spot is equal to the tape speed, the interval between the strokes is set at 6-20 times the thickness of aggregate.

В процессе диффузионной сварки обработанные участки позволяют ленте заполнителя сохранять устойчивость при осадке, а необработанные участки позволяют образовать высококачественное соединение, равнопрочное основному материалу, при сварке по любой поверхности. In the process of diffusion welding, the treated sections allow the aggregate tape to remain stable during upsetting, and the untreated sections allow the formation of a high-quality joint, equal to the strength of the base material, when welding on any surface.

Способ осуществляют следующим образом: направляют луч квантового генератора (лазера), сфокусированный с помощью цилиндрической плосковыпуклой линзы, через зеркало, выполненное в виде многоугольной равносторонней призмы, на ленту, перемещают ленту в продольном направлении с постоянной скоростью, вращают зеркало относительно собственной оси с такой частотой, чтобы скорость перемещения фокального пятна была равна скорости перемещения ленты, а время существования пятна было достаточным для нагрева участка ленты до температуры выше температуры α _→ β- перехода, продолжают эти действия до завершения обработки ленты, затем формируют из ленты детали заполнителя, сваривают детали заполнителя между собой контактно-точечным способом, после чего сваривают сотовый заполнитель с листами обшивки способом диффузионной сварки. The method is as follows: direct the beam of a quantum generator (laser), focused using a cylindrical plano-convex lens, through a mirror made in the form of a polygonal equilateral prism, onto the tape, move the tape in the longitudinal direction at a constant speed, rotate the mirror about its own axis with such a frequency so that the speed of movement of the focal spot is equal to the speed of movement of the tape, and the lifetime of the spot is sufficient to heat the portion of the tape to a temperature higher than the temperature perature α _ → β- transition continues these steps until the completion of the processing tape, then the tape is formed from parts of aggregate, filler parts are welded together by a point-contact manner, and then welded with cladding honeycomb sheets diffusion welding method.

Claims

A method of manufacturing by diffusion welding of honeycomb structures with a particularly thin-walled aggregate, wherein the honeycomb core is placed between the skin layers and diffusion welding of the core and skin is performed, characterized in that the honeycomb core is made of a tape that is heat-treated by heating to a temperature above the temperature of the α → β junction the laser beam strokes with an interval, while the laser beam is focused using a cylindrical convex lens with a focal spot shape close to a rectangle, for which is equal to the width of the filler tape, and the width is 4 to 10 times greater than the thickness of the filler, the focal spot is moved by rotating a mirror made in the form of a polygonal equilateral prism, and the speed of the focal spot is equal to the speed of the tape, and the interval between the strokes is set to 6 - 20 times the thickness of the aggregate.