Повышение качества сварных соединений фторопласта-4 с металлами Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1

УДК 621.791.

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ФТОРОПЛАСТА-4

С МЕТАЛЛАМИ

К. П. Марусенко, Н. В. Подрезов Научный руководитель - Л. Г. Семичева

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected], [email protected]

Исследованиями установлено, что повышение качества соединений фторопласта - 4 с металлами обеспечивается применением ультразвуковых колебаний (УЗК) частотой 2 МГц. Определены интенсивность УЗК и время озвучивания зоны сварки, которые обеспечивают повышение прочности соединения фторопласта-4 со сплавом алюминия АМгб на 20 % и герметичность сварных узлов.

Ключевые слова: ультразвуковые колебания, фторопласт-4.

IMPROVEMENT OF QUALITY OF WELDED CONNECTIONS FLUOROPLASTIC-4

WITH METALS

K. P. Marusenko, N. V. Podrezov Scientific supervisor - L. G. Semicheva

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected], [email protected]

By researches it is established that improvement of quality of connections of a ftoroplast-4 with metals is provided with application of ultrasonic fluctuations (UZK) with a frequency of 2 MHz. Intensity of UZK and time of scoring of a zone of welding which provide increase of durability of connection ftoroplasta-4 with the Amg6 aluminum alloy for 20 % and tightness of welded knots are defined.

Keywords: ultrasonic oscillation, fluoroplastic.

Показателями качества сварных соединений фторопласта-4 с металлами, которые применяют в конструкциях ответственных узлов летательных аппаратов и работают в экстремальных условиях, являются предел прочности соединений ов и герметичность [1].

Для оценки качества соединений сваривали специальные образцы из фторопласта-4 и сплава алюминия АМг6, которые испытывали на растяжение и герметичность.

Одну партию образцов сваривали диффузионной сваркой при температуре сварки Тсв = 678 К, сварочном давлении Р = 2,5 МПа, времени выдержки т = 600 с [2].

Другую партию образцов сваривали также диффузионной сваркой на тех же режимах, но при температуре сварки зону контакта озвучивали направленными ультразвуковыми колебаниями (УЗК) частотой 2 МГц. Интенсивность УЗК изменяли в пределах 1УЗК = (1 105...3 105) Вт/м2, а время озвучивания тУЗК = 300...900 с.

Сваренные образцы той и другой партии испытывали на растяжение на устройстве испытания прочности FP 10 / 1 (Hecert, Германия).

Результаты испытаний показали, что максимальная прочность образцов первой партии составляет ов = 15 МПа, а прочность образцов второй партии зависит как от интенсивности УЗК, так и от времени озвучивания.

Установлено, что с увеличением интенсивности УЗК предел прочности оВ возрастает и при 1УЗК = 2105 Вт/м2 и времени озвучивания тУЗК = 600 с прочность соединения достигает оВ = 18 МПа.

При увеличении 1УЗК до 3 105 Вт/м2 прочность соединения возрастает, при этом время озвучивания не должно превышать 600 с. Дальнейшее увеличение времени озвучивания приводит к сниже-

Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»

нию оВ. Это вероятно можно объяснить тем, что длительное время озвучивания при высокой интенсивности УЗК приводит к частичной термодеструкции фторопласта-4 и изменению его структуры.

Таким образом, применение УЗК частотой 2 МГц обеспечивает повышение прочности соединения фторопласта-4 со сплавом АМг6 на 20 %.

Испытания образцов на герметичность проводили масс-спектрометрическим методом с помощью гелиевого течеискателя ПТИ-10 статического типа с фокусировкой ионных пучков в 180-градусном однородном поле, настроенного на регистрацию гелия. Этот течеискатель предназначен для испытаний на герметичность различных конструкций, допускающих откачку внутренних полостей, а также заполненных гелием или смесью, содержащей гелий, в лабораторных, заводских и монтажных условиях. Для соединения образца с вакуумной системой течеискателя использовали специальное приспособление. Результаты испытаний показали, что при использовании УЗК частотой 2 МГц соединения сохраняют герметичность с натеканием не более 10-7 мм3 • МПа/с при циклическом изменении температуры в интервале Т = (213...473...213) К. Они выдерживают более 20 термоциклов, что удовлетворяет техническим требованиям, предъявляемым к ответственным узлам.

Таким образом, ввод в зону сварки УЗК частотой 2МГц интенсивностью 1УЗК = (2 105...3 105) Вт/м2 в течение тУЗК = 300...600 с при температуре Т = 678 К обеспечивает повышение качества сварных соединений фторопласта -4 с металлами, увеличение предела прочности соединения оВ на 20 %. и требуемую герметичность ответственных узлов.

Библиографические ссылки

1. Семичева Л. Г., Апанасенко В. Ф., Новиков В. Г. Сварка фторполимеров с металлами под действием ультразвукового луча : учеб. пособие / Сиб. аэрокосмич. акад. Красноярск, 1998.

2. Новиков В. Г., Семичева Л. Г., Прокопьев С. В. Исследование механизма взаимодействия фторопласта-4 с металлами при диффузионной сварке с наложением ультразвуковых колебаний // Перспективные пути развития сварки и контроля - «Сварка и контроль-2001» : сб. докл. Всер ос. науч.-техн. конф. с междунар. участием / ВГСУ. Воронеж, 2001. С. 372.

© Марусенко К. П., Подрезов Н. В., 2015