RU2164199C1

RU2164199C1 - Method for diffusion welding of two members

Info

Publication number: RU2164199C1
Application number: RU99120209A
Authority: RU
Inventors: И.И. Столяров
Original assignee: ОАО "Пермский моторный завод"
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-03-20

Abstract

FIELD: diffusion welding of products having web and flange. SUBSTANCE: method comprises steps of preparing free deformation zones on flange in such a way that spacing from web to free deformation zone is equal to 1-2 maximum thickness values of web end. Depth of free deformation zone is equal to 0.5-0.8 of flange height. Web and flange normal to it are placed with preliminary compression between restricting members of fitting. Joining zone is heated up to welding temperature. After compression of web and flange isothermal heating is performed. Free ends of flange do not act upon edges of web. It provides stable geometry of web. EFFECT: enhanced strength of welded joint. 2 cl, 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к диффузионной сварке в вакууме и может быть использовано во многих отраслях промышленности. The invention relates to diffusion welding in vacuum and can be used in many industries.

Известен способ диффузионной сварки двух элементов, при котором на полке предварительно выполняют выступ, узел сдавливают и нагревают, причем деформируемую часть стенки выполняют толщиной, равной 0,8 - 0,95 ее толщины, а выступ выполняют высотой 0,4 - 1,0 высоты деформируемой части стенки и шириной, равной толщине этой части (а.с. СССР 1296342, B 23 K 20/14, 1985 г.). There is a method of diffusion welding of two elements, in which a protrusion is preliminarily performed on a shelf, the assembly is squeezed and heated, and the deformable part of the wall is made with a thickness equal to 0.8 - 0.95 of its thickness, and the protrusion is made with a height of 0.4 - 1.0 height deformable part of the wall and a width equal to the thickness of this part (A.S. USSR 1296342, B 23 K 20/14, 1985).

Недостатком известного способа является возможность искажения геометрии сварного соединения. The disadvantage of this method is the possibility of distortion of the geometry of the welded joint.

Наиболее близким по технической сущности является способ диффузионной сварки, при котором полку и перпендикулярную ей стенку устанавливают с предварительным сжатием между ограничительными элементами оснастки, нагревают зону соединения до температуры сварки, сдавливают и осуществляют изотермическую выдержку (а.с. СССР 1706811, B 23 K 20/14, 1990 г.). Стенка представляет собой перо лопатки газотурбинного двигателя. При сварке необходимо обеспечить геометрию пера лопатки, которая имеет переменное сечение. Искажение геометрии пера лопатки не допускается. The closest in technical essence is the method of diffusion welding, in which the shelf and the wall perpendicular to it are installed with preliminary compression between the restrictive elements of the equipment, the connection zone is heated to the welding temperature, squeezed and isothermal exposure is carried out (A.S. USSR 1706811, B 23 K 20 / 14, 1990). The wall is a feather blade of a gas turbine engine. When welding, it is necessary to ensure the geometry of the feather blade, which has a variable cross-section. Distortion of the geometry of the feather blade is not allowed.

Задачей изобретения является повышение выхода годных деталей за счет исключения искажения геометрии сварного соединения. The objective of the invention is to increase the yield of parts by eliminating distortion of the geometry of the welded joint.

Технический результат достигается за счет того, что при диффузионной сварке двух элементов, при котором полку и перпендикулярную ей стенку устанавливают с предварительным сжатием между ограничительными элементами оснастки, нагревают зону соединения до температуры сварки, сдавливают и осуществляют изотермическую выдержку, причем на полке предварительно выполняют зоны свободной деформации, расстояние от кромки стенки до зоны свободной деформации равно 1 - 2 максимальной толщины торца стенки. The technical result is achieved due to the fact that during diffusion welding of two elements, in which the shelf and the wall perpendicular to it are installed with preliminary compression between the restrictive equipment elements, the connection zone is heated to the welding temperature, squeezed and isothermal exposure, and free zones are preliminarily performed on the shelf deformation, the distance from the wall edge to the free deformation zone is 1 - 2 of the maximum thickness of the end of the wall.

Глубина зоны свободной деформации составляет 0,5 - 0,8 высоты полки. The depth of the free deformation zone is 0.5 - 0.8 of the shelf height.

Известно выполнение на свариваемых деталях зоны свободной деформации, которая позволяет приконтактным объемам металла деформироваться, не оказывая влияния на соседние обработанные поверхности. Обычно зоны свободной деформации выполняют в зоне стыка (Диффузионная сварка материалов. Справочник, под редакцией Н.Ф. Казакова -М.: Машиностроение, 1981, с. 198 - 200, рис. 6, 7, с. 52). It is known to perform a free deformation zone on the parts to be welded, which allows contact metal volumes to deform without affecting adjacent machined surfaces. Typically, free deformation zones are performed in the joint zone (Diffusion welding of materials. Handbook, edited by NF Kazakova -M .: Mashinostroenie, 1981, pp. 198-200, Fig. 6, 7, p. 52).

В предлагаемом техническом решении зоны свободной деформации выполняют вне зоны стыка свариваемых элементов. In the proposed technical solution, free deformation zones are performed outside the joint zone of the elements to be welded.

Обычно длина полки больше ширины стенки. Свободные концы полки используют для технологических нужд и обрезают при обработке готового изделия. Кроме того, использование более длинной полки обеспечивает исключение подрезов тонких боковых кромок стенки. Однако при нагревании зоны стыка свободные концы полки, прижатые технологической оснасткой, оказывают влияние на тонкие боковые кромки стенки, что приводит к потере геометрии стенки. Usually the length of the shelf is greater than the width of the wall. The free ends of the shelves are used for technological needs and cut off when processing the finished product. In addition, the use of a longer shelf eliminates undercuts of the thin side edges of the wall. However, when the joint zone is heated, the free ends of the shelf, pressed by technological equipment, affect the thin lateral edges of the wall, which leads to a loss of wall geometry.

В предлагаемом техническом решении свободные концы полки отделены зоной свободной деформации от зоны стыка свариваемых элементов. Деформация свободных концов полки не оказывает влияния на тонкие боковые кромки стенки. In the proposed technical solution, the free ends of the shelves are separated by a free deformation zone from the joint zone of the elements being welded. Deformation of the free ends of the shelf does not affect the thin lateral edges of the wall.

На чертеже приведена принципиальная схема реализации способа. The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the method.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Заготовка содержит полку 1 и стенку 2. На полке 1 предварительно выполняют зоны свободной деформации 3. Расстояние "a" от кромки стенки 2 до зоны свободной деформации 3 равно 1 - 2 максимальной толщины торца стенки 2. Глубина зоны свободной деформации 3 составляет 0,5 - 0,8 высоты полки 1. Стенку 2 и перпендикулярную ей полку 1 устанавливают с предварительным сжатием между ограничительными элементами оснастки 4. Нагревают зону соединения (стыка) до температуры сварки, сдавливают и осуществляют изотермическую выдержку. При пластической деформации зоны стыка свободные концы 5 полки 1 не оказывают влияния на кромки стенки 2, что способствует сохранению геометрии стенки 2. The blank comprises a shelf 1 and a wall 2. On the shelf 1, the free deformation zones 3 are preliminarily performed. The distance "a" from the edge of the wall 2 to the free deformation zone 3 is 1 to 2 of the maximum thickness of the end wall 2. The depth of the free deformation zone 3 is 0.5 - 0.8 of the height of the shelf 1. The wall 2 and the shelf 1 perpendicular to it are installed with preliminary compression between the restrictive elements of the snap 4. Heat the connection zone (joint) to the welding temperature, squeeze and carry out isothermal exposure. With plastic deformation of the joint zone, the free ends 5 of the shelf 1 do not affect the edges of the wall 2, which helps to preserve the geometry of the wall 2.

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

Сваривают детали из сплава ВТ8М. Высота полки 4 мм, ширина полки 4 мм. Стенка (торец пера лопатки газотурбинного двигателя) имеет переменное сечение: максимальная толщина стенки 2 мм, минимальная толщина стенки 0,2 мм. Стенку прижимают к полке с усилием 430 кг. Зону стыка обрабатывают электронным лучом и нагревают до температуры 850 - 900^oC. В полку вдавливают торец стенки. Глубина вдавливания стенки и совместная деформация составляет 0,5 - 0,7 мм. Осуществляют выдержку при температуре сварки в течение 10 минут.Weld parts from VT8M alloy. Shelf height 4 mm, shelf width 4 mm. The wall (the end face of the pen of the blade of a gas turbine engine) has a variable cross-section: the maximum wall thickness is 2 mm, the minimum wall thickness is 0.2 mm. The wall is pressed against the shelf with a force of 430 kg. The junction area is treated with an electron beam and heated to a temperature of 850 - 900 ^o C. In the shelf press the end of the wall. The wall indentation depth and joint deformation are 0.5 - 0.7 mm. Carry out exposure at a welding temperature for 10 minutes.

Сравнительные характеристики вариантов диффузионной сварки приведены в таблице. Установлено, что оптимальная глубина зоны свободной деформации составляет 0,5 - 0,8 высоты полки. Comparative characteristics of diffusion welding options are given in the table. It was established that the optimal depth of the free deformation zone is 0.5 - 0.8 of the shelf height.

Способ позволяет обеспечить геометрию сварного соединения. The method allows to ensure the geometry of the welded joint.

Claims

1. The method of diffusion welding of two elements, in which the shelf and the wall perpendicular to it are installed with preliminary compression between the restrictive tooling elements, the connection zone is heated to the welding temperature, squeezed and isothermal exposure is carried out, characterized in that free deformation zones are preliminarily performed on the shelf, moreover the distance from the wall edge to the free deformation zone is 1 - 2 maximum wall end thicknesses.

2. The method of diffusion welding of two elements according to claim 1, characterized in that the depth of the zone of free deformation is 0.5 to 0.8 of the height of the shelf.