й =Уг(Т - Т0) (/опа0тп-А)б*об) -2т-ропроп12НоаЕ оп-(у. 9)

- Роб°об/ 2#обЯоб.

Сварка цилиндрического корпуса из композиционного материала алюминий — бор, армированного в продольном и поперечном направлениях с законцовками из алюминиевого сплава

Авторы получили прочно-плотное соединение цилиндрических корпусов из композиционного материала алюминий — бор с законцовками из сплавов алюминия способом клинопрессовой сварки, при котором давление впрессовывания создается в результате термических напряжений, возникающих при нагреве двух коаксиально собранных жестких цилиндров с различными КТР [ 134].

Эксперименты выполняли на цилиндрических корпусах диаметром 2 • Ю-1 м с толщиной стенки 2,5 -10" м из композиционного материала алюминиевый сплав АДЗЗ — волокна бора. Цилиндрические корпуса были армированы в окружном и продольном направлении при соотношении армирующих слоев 2:1 соответственно. Такая укладка армирующих волокон бора, позволяет привести в соответствие прочность цилиндрического корпуса в окружном и продольном направлениях с напряжениями, возникающими в этих направлениях при нагружении его внутренним или наружным давлением. Прочность цилиндрического корпуса в окружном направлении равна 800 МПа, в продольном направлении 400 МПа. Характер разрушения композиционного материала хрупкий при относительном удлинении 0,6 — 0,7 %. Особенность цилиндрического корпуса из композиционного материала алюминий - бор с ортогональным армированием заключается в том, что в отличие от труб из •этого материала с продольным армированием КТР в направлении диаметра корпуса примерно равен КТР волокон бора (7,5 • Ю-6 К ). Наружная поверхность цилиндрических корпусов была плакирована слоем толщиной 0,15 ■ 10~3 м из алюминия АД1.

В качестве материала законцовок для соединения с цилиндрическим корпусом из композиционного материала применяли алюминиевый сплав Д20, который обладает хорошей технологичностью и высокой прочностью.

В отличие от двусторонней законцовки, получаемой на трубах из композиционного материала алюминий — бор с продольным армированием, законцовку из алюминия на цилиндрических корпусах выполняли только по его наружному диаметру из-за невозможности пластического деформирования таких корпусов в направлении диаметра. На внутренней поверхности алюминиевой законцовки предварительно наносили нарезку с шагом 0,5 • 10~3 м и глубиной 0,3 • 10" м.

На рис. 61 и 62 приведены схемы получения соединений цилиндрического корпуса из композиционного материала АДЗЗ — бор с законцовками из алюминиевого сплава Д20 способом клинопрессовой сварки. Основными элементами приспособления для клинопрессовой сварки законцовок являются оправка 1 и обойма 2, выполненные из материалов с большим и меньшим КТР соответственно. Оправка 1 приспособления изготовлена из титанового сплава ВТ6 (КТР = 10 ■ 10~6 К~ ), а обойма 2 — из молибденового сплава (КТР = 6 • 10 К-1).

Сборку приспособления для клинопрессовой сварки с цилиндрическим корпусом и законцовкой из алюминиевого сплава выполняли в следующей последовательности. Между оправкой / и обоймой 2 приспособления коаксиально помещали цилиндрический корпус 3 из композиционного материала и законцовку 4 из сплава Д20 (рис. 61, а — левая сторона). Законцовка 4 соприкасается с обоймой 2 приспособления по скользящей посадке. Между резьбовой поверхностью законцовки 4 и цилиндрическим корпусом 3 имеется сборочный зазорпгвеличиной 0,1 ■ 10~ м (рис. 62, а). Сборку оправки 1 с корпусом 3 выполняли по скользящей посадке.

Приспособления для клинопрессовой сварки и законцовки из алюминия устанавливали с двух концов цилиндрического корпуса из композиционного материала и нагревали в электрической печи шахтного типа с защитной средой — аргоном.