Высокочастотные элементы волноводов для систем управления ЛА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»

Fк ------1---- = 24 кН ------..1.------------- А Дефек тов нет и----- В

Fк = 21 кН Выплески, ___вмятины выше___ Поры, трещи

Fк = 19,5 кН нормы Б ны

......7 .........г............ '1......

0 0,04 0,08 0,12 0,16 /, с

а

б

Рис. 2. Влияние скорости роста и величины ковочного усилия (а) при точечной сварке

по циклу с проковкой соединения (б): АМг6, 2 + 2 мм; /СВ = 51 кА; FСВ = 8,5 кН; ГСВ = 0,1 с; 1СВ - сварочный ток; FСВ - сварочное усилие сжатия электродов; FК - ковочная величина усилия сжатия электродов; ГСВ - длительность импульса сварочного тока; а, Ь и с - моменты начала увеличения усилия при проковке соединения

Так, например, при сварке с изменением усилия сжатия электродов по базовой программе (показано сплошной линией на рис. 2, б) ковочное усилие прикладывалось в момент после окончания времени действия ^в импульса сварочного тока 1СВ (~ на 0,01 с точка а) на этапе /ПР проковки зоны формирования соединения. Если увеличение ковочного усилия Fк производилось по базовому режиму (сплошная линия 1 на рис. 2, б) при конечной его величине Fк = 19,5 кН, а также с другими скоростями увеличения ковочного усилия между кривыми 2 - 3 и моментами его приложения после импульса тока между точками Ь - а, когда конечного значения оно достигало в диапазоне Б, несплошности в сварном соединении отсутствовали (рис. 2, а). Это означает, что пластическая деформа-

ция металла в зоне сварки при таких изменениях усилия сжатия электродов находилась в оптимальных пределах.

В случаях точечной сварки, когда ковочное усилие Fк увеличивалось с меньшей скоростью между кривыми 2 и 5 и своих конечных значений достигало в диапазоне В, в сварных соединениях обнаруживались поры или трещины, а также в некоторых случаях и оба этих дефекта.

Библиографическая ссылка

1. Чуларис А. А. Технология сварки давлением. ДГТУ, 2003.

© Ковалев Д. С., Козловский С. Н., 2011

УДК 669.713.7

Д. С. Морозов Научный руководитель - С. В. Прокопьев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВОЛНОВОДОВ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛА

Предложен способ изготовления высокочастотных элементов волноводов для систем управления ЛА из алюминиевого сплава. Проведены исследования и определены оптимальные режимы диффузионной сварки для их изготовления.

Ракетную и космическую промышленность на сегодняшний день невозможно представить без такого способа получения неразъемных соединений как сварка, дающая возможность соединять две и более сборочных единицы в единое целое.

Диффузионная сварка по сравнению с известными способами сварки и пайки имеет ряд важных преимуществ, среди которых можно выделить следующие: отсутствие необходимости в применении флюсов, присадочной проволоки и т. п.; возможность сварки мате-

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

риалов, соединение которых другими способами затруднено или невозможно; получение принципиально новых конструкций сварных узлов; диффузионные соединения по прочности, пластичности, вакуумной плотности, термической и коррозийной стойкости полностью отвечают требованиям, предъявляемым к любым ответственным конструкциям [1].

В настоящее время тракты высокочастотных вол-новодных элементов нашли широкое применение в узлах ракетной и космической техники (спутники связи и т. п.). Поэтому условия эксплуатации высокочастотных волноводных элементов очень жесткие: они должны быть стойкими к циклическому изменению температур, способны работать при гидравлических, знакопеременных нагрузках, должны быть кор-розионностойкими, отличаться высокой прочностью соединения и иметь минимальный вес.

Основные эксплуатационные требования:

- циклическое изменение температуры 153-393 К;

- атмосферное давление от 1 • 10-13 до 1520 мм рт. ст.;

- влажность до 98 % при температуре 308 К;

- обеспечивать механическую прочность при: вибрации в диапазоне частот от 1,5 до 2500 Гц с ускорением 12g;

ударных перегрузках - 3 удара с ускорением 40g и длительностью импульса от 3 до 6 мс.; линейных нагрузках до 12g.

Для получения высокочастотных элементов волноводов применяют сплав АМг6.

Сплав легко обрабатывается давлением, хорошо сваривается и обладает высокой коррозионной стойкостью, применяется для сварных и клёпаных элементов конструкций.

Основными технологическими параметрами процесса диффузионной сварки являются: температура сварки, время изотермической выдержки, давление, скорость охлаждения.

На основании ранее приведенных исследований были выбраны следующие основные режимы сварки (см. таблицу).

Критериями оценки качества сварных соединений были выбраны прочность соединения на разрыв и относительная деформация сварных образцов.

Исследования проводили на образцах имитаторах, которые удобны для проведения испытаний и измерений, и которые легко изготавливать. При

обеспечении одинаковых условий сварки образцов имитаторов и изделий (однородность материала, подготовка свариваемых поверхностей, режимы сварки и др.), можно по измеренным характеристикам сварного соединения образцов судить о качестве сварного соединения готовых изделий.

Т, К Р, МПа т, с V 4 натр.? град/мин V 4 охл.? град/мин

753-803 6-10 1 200-1 800 10-14 3-9

Как показали проведенные исследования получить необходимую прочность соединения при допустимых линейных деформациях на образцах невозможно.

Результаты испытаний соединений АМг6 + АМг6, показали, что при достижении требуемой прочности соединения (св > 160 МПа) относительная деформация значительно превышала допустимое значение более 1 %, поэтому с целью снижения температуры и давления сварки, которые в значительной мере влияют на прочность соединения и деформацию изделия, использовали прокладку из алюминия марки А5 толщиной 0,15 мм [2].

В результате проведенных исследований были определены оптимальные режимы сварки, при которых обеспечивалась необходимая прочность соединения и относительная деформация:

Т = 773 К ± 20К,

Р = 8,5 МПа ± 0,5 МПа,

т = 1 500 с ± 60 с.

Высокочастотные элементы волноводов, сваренные на данных режимах, показали, что они сохраняют работоспособность в необходимых интервалах температуры, и обеспечивают механическую прочность вибрации, ударных и линейных нагрузках.

Библиографические ссылки

1. Мусин Р. А., Конюшков Г. В. Специальные методы сварки давлением : учебник. Саратов : Ай Пи Эр Медиа, 2009.

2. Люшинский А. В. Диффузионная сварка разнородных материалов. М. : Академия, 2006.

© Морозов Д. С., Прокопьев С. В., 2011

УДК 669.713.7

А. А. Нестеренко Научный руководитель - С. В. Прокопьев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВЕКТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКОЙ

Рассмотрена проблема изготовления векторных преобразователей. Предложен способ их изготовления. Проведены исследования и определены оптимальные режимы диффузионной сварки векторных преобразователей.

При изготовлении векторных преобразователей проблемным вопросом в приборостроении является получение качественного и надежного соединения, разнородных материалов таких, например, как титан

ВТ1-0 с пьезокерамикой ЦТС-19.

Неразъемные соединения, применяемые в ответственных узлах, должны обладать высокой прочностью и надежностью. Кроме того, сварные соединения век-