RU2763714C1 - Способ изготовления биметаллических труб - Google Patents

Способ изготовления биметаллических труб Download PDF

Info

Publication number
RU2763714C1
RU2763714C1 RU2021116976A RU2021116976A RU2763714C1 RU 2763714 C1 RU2763714 C1 RU 2763714C1 RU 2021116976 A RU2021116976 A RU 2021116976A RU 2021116976 A RU2021116976 A RU 2021116976A RU 2763714 C1 RU2763714 C1 RU 2763714C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
deformation
components
workpiece
gap
bimetallic pipes
Prior art date
Application number
RU2021116976A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Александрович Федоров
Александр Владимирович Беспалов
Роман Сергеевич Комаров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Priority to RU2021116976A priority Critical patent/RU2763714C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2763714C1 publication Critical patent/RU2763714C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/22—Making metal-coated products; Making products from two or more metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано для получения биметаллических труб из разнородных металлов, предназначенных, в частности, для работы в условиях агрессивных жидкостей или газов. Осуществляют коаксиальную сборку трубчатых компонентов в составную заготовку с вакуумированием кольцевого зазора между компонентами, нагрев заготовки и её деформацию. Вакуумирование кольцевого зазора между компонентами осуществляют с одновременным введением в зазор кольцевых токоизолирующих клиньев. Нагревают электроконтактным способом только компонент с
Figure 00000004
сопротивлением деформации Величину зазора между трубчатыми компонентами и время нагрева выбирают из условия получения перед деформацией составной заготовки градиента температур трубчатых компонентов, обеспечивающего соотношение между сопротивлениями их деформации на уровне 1,8-2,1. Использование способа позволяет обеспечить устойчивое совместное течение компонентов при деформации заготовки, повышение качества биметаллических труб путем достижения прочности сварки компонентов заготовки по всей длине трубы. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения труб из разнородных металлов прочно-плотно сваренных по всей их контактной поверхности, которые предназначены, например, для работы в условиях агрессивных жидкостей или газов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления биметаллических труб, заключающийся в том, что трубчатые компоненты из разнородных металлов с подготовленными контактными поверхностями вставляют с зазором один в другой, вакуумируют, затем нагревают составную заготовку, после чего в нагретом состоянии деформируют [Король В. К., Гильденгорн М. С. Основы технологии производства многослойных металлов. - М.: Металлургия, 1970. - 209 - 212 с.].
Однако, известный способ не обеспечивает широкие технологические возможности применения и высокое качество биметаллических труб из-за неравномерной прочности сварки компонентов по длине труб, разрывов менее прочного компонента и низкой точности геометрических размеров. Это обусловлено возникновением значительных напряжений связанных с неравномерным течением металлов компонент, которое вызвано различным их сопротивлением деформации, имеющим место после нагрева составной заготовки.
Целью изобретения является расширение технологических возможностей применения разнородных металлов и повышение качества биметаллических труб путем обеспечения прочности сварки компонентов по всей длине трубы.
Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления биметаллических труб вакуумирование кольцевого зазора между компонентами осуществляют с одновременным введением в зазор кольцевых токоизолирующих клиньев, а нагревают электроконтактным способом только компоненту с
Figure 00000001
сопротивлением деформации.
Пример конкретного выполнения.
На фиг. 1 изображена составная заготовка с вакуумированным посредством кольцевых токоизолирующих клиньев (1) кольцевым зазором (2) между внутренней трубчатой компонентой (3) и внешней трубчатой компонентой (4).
Трубчатые компоненты - внутренняя (3) из сплава ВТ6с и внешняя (4) из сплава 1201, с предварительно подготовленными механическим способом и обезжиренными контактными поверхностями, собирали коаксиальной сборкой в составную заготовку внешним диаметром 98 мм и высотой 100 мм. При этом между внутренней трубчатой компонентой (3) и внешней трубчатой компонентой (4) оставлялся зазор шириной 2 мм. Вакуумирование зазора осуществляли с помощью кольцевых токоизолирующих клиньев (1), изготовленных из смеси порошка дисульфида молибдена с кремнийорганической смолой К-55 (ГОСТ 2082.3-81). Клинья (1) запрессовывали в зазор (2) между внутренней трубчатой компонентой (3) и внешней трубчатой (4) компонентой на сварочной диффузионной вакуумной установке А306-06, обеспечивающей глубину вакуума на уровне от 0,013 до 0,026 Па. Величину зазора (2) рассчитывали по формуле:
Figure 00000002
где:
Figure 00000003
- величина зазора, мм;
Dном - диаметр внутренней трубчатой компоненты при 293 К, мм;
α1, α2 - температурные коэффициенты линейного расширения внутренней и внешней трубчатых компонент, К-1;
θ1, θ2 - температура нагрева внутренней и внешней трубчатых компонент, К.
Нагрев заготовок перед деформацией осуществляли на установке электроконтактного нагрева типа 2921 мощностью 500 кВт, причем, систему токоподвода подключали только к компоненте с
Figure 00000001
сопротивлением деформации (3) из сплава ВТ6с. Нагрев компоненты (3) вели до температуры 973-1073 К в течение 480 сек, причем температура компоненты (4) не превысила 383-413 К через 12 сек после окончания нагрева (время транспортировки от нагревателя к прессу). Такой градиент температуры по сечению составной заготовки достигнут благодаря нагреву только компоненты (3) из сплава ВТ6с с
Figure 00000001
сопротивлением деформации, поскольку передача тепла к компоненте (4) из сплава 1201 через вакуумированный зазор (2) происходит только излучением (коэффициент теплопроводности вакуума близок к нулю). Указанная последовательность операций позволяет расширить технологические возможности предлагаемого способа, т.к. впервые удалось обеспечить к началу процесса деформации соотношение между сопротивлениями деформации сплавов ВТ6с и 1201 на уровне 1,8÷2,1. Известные схемы изготовления биметаллических труб не позволяют достичь к началу процесса пластического формоизменения соотношения между сопротивлениями деформации сплавов ВТ6с и 1201 менее 3,7, что исключает возможность устойчивого совместного течения трубчатых компонент при деформации.
В результате деформации составной заготовки (гидропрессованием) изготовлены биметаллические трубы без нарушения сплошности с чистой и гладкой поверхностью и минимальной неравномерностью распределения слоев. Макроструктура на всех участках пресс-остатка однородная у обоих сплавов, размер макрозерна соответствует 2-4 баллам (ГОСТ 5639082). Результаты испытаний на растяжение и ударный изгиб при комнатной температуре показали высокую прочность соединения (σs = 430÷440 МПа, σ0,2 = 320÷340 МПа, δ = 8÷10 %, KCU = 0,0105÷0,018 кДж/м2), что соответствует свойствам сплава 1201.
Использование способа изготовления биметаллических труб позволяет обеспечить к началу процесса деформации соотношение между сопротивлениями деформации любых компонент составной заготовки на уровне не более 1,8÷2,1, что гарантирует устойчивое совместное течение трубчатых компонент при деформации и, таким образом, расширяет технологические возможности применения разнородных металлов и повышает качество биметаллических труб путем достижения прочности сварки компонентов по всей длине трубы.

Claims (1)

  1. Способ изготовления биметаллических труб из разнородных сплавов, имеющих разное сопротивление деформации, включающий подготовку контактных поверхностей трубчатых компонентов, их коаксиальную сборку в составную заготовку с вакуумированием кольцевого зазора между компонентами, нагрев заготовки и ее деформацию, отличающийся тем, что вакуумирование кольцевого зазора между трубчатыми компонентами проводят с одновременным введением в зазор кольцевых токоизолирующих клиньев, а нагрев заготовки осуществляют электроконтактным способом с подключением токоподвода к трубчатому компоненту с большим сопротивлением деформации, при этом выбирают величину зазора между трубчатыми компонентами и время нагрева из условия получения перед деформацией составной заготовки градиента температур трубчатых компонентов, обеспечивающего соотношение между их сопротивлением деформации на уровне 1,8-2,1.
RU2021116976A 2021-06-10 2021-06-10 Способ изготовления биметаллических труб RU2763714C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021116976A RU2763714C1 (ru) 2021-06-10 2021-06-10 Способ изготовления биметаллических труб

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021116976A RU2763714C1 (ru) 2021-06-10 2021-06-10 Способ изготовления биметаллических труб

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763714C1 true RU2763714C1 (ru) 2021-12-30

Family

ID=80040005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021116976A RU2763714C1 (ru) 2021-06-10 2021-06-10 Способ изготовления биметаллических труб

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2763714C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791931C1 (ru) * 2022-10-28 2023-03-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Способ изготовления биметаллических труб из двухфазных (α+β)-титановых и деформируемых алюминиевых сплавов

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU198110A1 (ru) * Всесоюзный научно исследовательский , конструкторскб , , СКл Способ диффузионной сварки в вакууме биметаллических труб
RU2007239C1 (ru) * 1989-01-03 1994-02-15 Валинокс Заготовка для изготовления биметаллической трубы, способ производства биметаллической трубы и труба, полученная этим способом
WO1998025712A1 (de) * 1996-12-13 1998-06-18 Mannesmann Ag Verfahren zur herstellung von innenplattierten rohren
RU2438842C1 (ru) * 2010-05-11 2012-01-10 Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) Способ изготовления биметаллической трубы

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU198110A1 (ru) * Всесоюзный научно исследовательский , конструкторскб , , СКл Способ диффузионной сварки в вакууме биметаллических труб
SU332997A1 (ru) * А. П. Чекмарев, А. А. Динник, А. А. Большаков , А. П. Днепропетровский металлургический институт Способ получения биметаллических труб
RU2007239C1 (ru) * 1989-01-03 1994-02-15 Валинокс Заготовка для изготовления биметаллической трубы, способ производства биметаллической трубы и труба, полученная этим способом
WO1998025712A1 (de) * 1996-12-13 1998-06-18 Mannesmann Ag Verfahren zur herstellung von innenplattierten rohren
RU2438842C1 (ru) * 2010-05-11 2012-01-10 Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) Способ изготовления биметаллической трубы

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791931C1 (ru) * 2022-10-28 2023-03-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Способ изготовления биметаллических труб из двухфазных (α+β)-титановых и деформируемых алюминиевых сплавов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102278376B1 (ko) 드로잉에 의해 메탈로지칼 본드를 갖는 다층 파이프를 제작하기 위한 프로세스 및 이러한 프로세스에 의해 제작된 다층 파이프
US5988484A (en) Clad tubular product and method of manufacturing same
CN101494322B (zh) 一种钨铜连接方法
US2914641A (en) Welding dissimilar metal members
KR101256973B1 (ko) 액상 확산 접합 관 이음부 및 그 제조 방법
CN108655664A (zh) 一种复合钢管的制造方法
JP2019521859A (ja) 二重パイプの製造方法
RU2763714C1 (ru) Способ изготовления биметаллических труб
WO2020054425A1 (ja) 銅管とアルミニウム管の接合体およびその接合方法
US3766633A (en) Method of joining metals of different melting points
Mosel et al. Novel process chain for hot metal gas forming of ferritic stainless steel 1.4509
JP5220394B2 (ja) 多重巻鋼管
JP2012110920A (ja) アクスルケースの製造方法
CN106270869A (zh) 一种铜合金接触反应钎焊方法及所用活性连接剂
RU2537979C2 (ru) Способ изготовления биметаллических труб пайкой
EP2641687A1 (en) Brazing method making use of thermal expansion and/or contraction of workpieces
Demidenko et al. Solid-state welding of tubular joints of titanium and copper with application of electrohydropulse loading
JPS58167089A (ja) クラツドパイプ製作法
RU2387524C1 (ru) Способ диффузионной сварки в вакууме многослойных изделий из разнородных нержавеющих сталей
US3443053A (en) Method of joining metallic objects of different melting points
JPH0138568B2 (ru)
WO2004037454B1 (en) Double wall nickel or nickel alloy coated stainless steel tubing
CN110193682B (zh) 钎料及其制备方法
POLESHCHUK et al. Estimation of possibility for producing full-strength joint of large steel parts using the method of autovacuum brazing of threaded profile
US20190322006A1 (en) Method for producing an electrical heating device