ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В САМОЛЕТОСТРОЕНИИ

В конструкциях новых пассажирских самолетов, а также при разработке новых модификаций эксплуатируемых в настоящее вре­мя транспортных, грузовых и пассажирских самолетов будут ши­роко применяться новые металлические композиционные мате­риалы, стеклопластики, композиционные материалы, армирован­ные волокнами углерода и бора; титановые и бериллиевые сплавы, а также алюминиевые сплавы повышенной удельной и усталост­ной прочности. Уже в настоящее время наметился переход самоле­тостроения от стрингерных к слоистым и сотовым конструкциям. Можно ожидать, что эта тенденция сохранится.

В будущем повысится уровень монолитности (неразъемности) конструкций планера, при этом будет уменьшаться количество де­талей, входящих в конструкцию, повысится, в ряде случаев на по­рядок, точность изготовления деталей, а также будет постоянно возрастать коэффициент преемственности конструкции деталей, узлов и агрегатов как самолетов, так и двигателей.

Успехи создания новых самолетов в настоящее время в значи­тельной степени зависят не только от использования дорогостоя­щего оборудования для испытаний и исследований (аэродинами­ческих труб, газодинамических стендов для ТРД, моделирующих установок и вычислительных комплексов), но и от использования дорогостоящего технологического оборудования (уникальных стан­ков с ЧПУ, оборудования для изготовления крупногабаритных аг­регатов самолетов из композиционных материалов и т. п.).

Необходимость использования нового технологического обору­дования, новых технологических процессов и новых методов про­изводства ведет к дополнительным трудностям в проектировании, производстве и освоении новых самолетов. Особенно много техно­логических проблем возникает при использовании новых материа­лов с высокой начальной стоимостью, когда для широкого приме­нения в конструкции требуется быстро удешевить материал за счет разработки и внедрения. новых технологических процес­сов и высокоэффективного технологического оборудования, При создании которого используются новейшие достижения науки и тех­ники (лазерной технологии, методов высокоскоростного деформи­рования твердого тела и высокоскоростного нагрева, порошковый металлургии, обработки поверхностей твердых тел, автоматизации и т. д.).

Из числа новых материалов для пассажирского самолетострое­ния наиболее перспективны композиционные материалы и титано­вые сплавы. Композиционные материалы применяются и будут при­меняться для изготовления таких частей планера самолета, как за­лизы, обтекатели, створки шасси, хвостовые части крыла и опере­ния, балки, панели пола, двери пассажирских кабин, рули направ­ления и высоты, элероны, закрылки, интерцепторы, воздушные тор­моза, гондолы двигателей. В настоящее время ведутся работы по использованию композиционных материалов при изготовлении кк-

/—лшулярник; Г—нити (волокна); З—иропиточиая ванна; 4—сушильная камера f*(110. . . 115° С)- 5—готовая лента; 6—кащушка с готовой лентой

ля, в будущем (в начале 1980-х годов) появятся конструкции крыла и стабилизатора, выполненные в основном из композиционных ма­териалов. Создание фюзеляжа самолета из композиционных мате­риалов также не встретит принципиальных технических трудностей. Практическое применение таких конструкций, по оценкам специа­листов, ведет к снижению массы и стоимости агрегатов самолета на 20—25%, а расхода топлива —на 5%. В ближайшие годы может быть создан самолет, который будет сделан (по массе) на 3/4 из композиционных материалов. В композиционных материалах для такого самолета в качестве армирующего наполнителя будет при­меняться бороволокно, получаемое осаждением из паровой фазы на подложку из вольфрама (а в дальнейшем —■ на подложку из угле­рода или другого дешевого материала); графитовое волокно, вклю­чая волокно, получаемое из пека; кевлар (органическое волокно малой плотности с пределом прочности более 300 кгс/мм2 и моду­лем упругости 13360 кгс/мм2); сапфировые и стеклянные. волокна, а также стеклоэпоксидпые пластики. Будет применяться сочетание различных армирующих волокон в одном материале.

В качестве связующего применяются и будут применяться раз­личные эпоксидные термореактивные смолы. В перспективе воз­можно применение б композиционных материалах таких связую­щих, как лолиимиды и другие полигетероциклические полимеры, а также полисульфоны, полиарилсульфоны и другие полиариленовые термопластичные смолы, возможно также применение самоармиру- емых (молекулярно упорядоченных) полимеров.

При изготовлении крупногабаритных агрегатов самолета моно­литной конструкции (в том числе секций фюзеляжа изогридной конструкции) из композиционных материалов ((полимерных матриц,’ упрочненных. различными волокнами) перспективными будут про-

Рис. 10. 10. Схема изготовления изделий из композиционных материалов методами
выкладки (а) и намотки (б):

/—катушка с лентой; 5—установка для выкладки ленты; 3—заготовка детали (изде-
лия);. 4—намоточный ,станок с ЧПУ

пессы автоматизированной намотки ленты, а также автоматизиро­ванная выкладка ленты или ткани с последующим автоклавным формованием (в опытном производстве возможна ручная выкладка ленты на удаляемые оправки). В производстве полуфабрикатов (препрегов) для изготовления однонаправленной ленты из компози­ционных материалов (стеклянной и углеродной ленты шириной до 50 мм, а также борной тканой ленты шириной до 10 мм) в нашей стране* используются установки УЛС-2М, УЛК-1 и УЛК-2, обеспе­чивающие максимальную скорость пропитки ленты связующим 20,7 и 12 м/мин (рис. 10.9), а для пропитки тканей из композиционных материалов лри скорости протяжки ткани до 10 м/мин применяют­ся установки УПСТ-1000 (для ткани шириной до 1000 мм) и УПСТ — 1600К (для ткани шириной до 1600 мм).

Крупногабаритные плоские изделия и изделия одинарной кри­визны из композиционных материалов рационально изготавливать методом выкладки предварительно пропитанной однонаправленной ленты или ткани с требуемой ориентацией ее на установках с ПУ или ЧПУ типа ВКЛ (рис. 10.10,а), на которых обеспечивается ско­рость выкладки ленты от 1 до 10 м/мин и угол выкладки — от 0 до 90°. На установках ВКЛ-1-2.5-ПУ, ВКЛ-2-8-ПУ, ВКЛ-1-16-ПУ и ВКЛ-4-16-ПУ можно выкладывать заготовки деталей размерами (длина, умноженная на ширину) 2500×1000, 8000X2000; 16000Х X 1000 и 16000X4000 мм соответственно. Для деталей больших раз­меров могут быть созданы другие установки.

Для изготовления изделий из композиционных материалов типа тел вращения и тел двойной кривизны, близких по форме к телам вращения, рационально применять метод намотки предварительно

Далее в тексте указываются модели только отечественного оборудования.

пропитанной ленты на вращающуюся разборную (удаляемую) оправку (рис. 10.10,6) на станках НК-9ПУ, НК-10ПУ и НК-11ПУс

пятикоординатными системами ЧПУ, обеспечивающих изготовление заготовок размерами (диаметр, умноженный на длину) до 5Q0X Х2000, до 1600X4000 и до 2500X10000 мм соответственно, при этом угол намотки (по отношению к продольной оси) можно ме­нять в пределах от 10 до 90° (НК-9ПУ) или от 5 до 90° (НК-ЮПУ и НК-ППУ). Для отверждения заготовок изделий из композицион­ных материалов используются автоклавы соответствующего раз­мера с электронагревом до температуры 380° С и выше. Давление в рабочей камере автоклава может составлять 16 кгс/см2 и более.

Формообразующая и сборочная оснастка, применяемая при из­готовлении изделий из композиционных материалов, должна иметь такой же коэффициент термического расширения, как и у изготав­ливаемого изделия, а также должна обладать высоким коэффици­ентом теплоотдачи и хорошими свойствами сохранения размеров и формы. В этом смысле перспективно применение оснастки с алюми­ниевым сотовым заполнителем и графитоэпоксидными обшивками.

В титановых сплавах, так же как и в композиционных материа­лах, хорошо сочетаются высокие прочностные свойства с коррози­онной стойкостью и небольшим удельным весом. Этим объясняется непрерывно увеличивающееся количество деталей из титановых- сплавов в конструкциях новых пассажирских самолетов. Из техно­логических процессов изготовления таких деталей наиболее пер­спективны процессы литья, сварки, а также процессы изготовления листосварных и штампосварных конструкций (с широким исполь­зованием заготовок из листа).

Высокое качество титановых отливок обеспечивается примене­нием особо чистых основных и вспомогательных материалов, глу­бокого вакуума и контролируемых атмосфер, высоко концентриро­ванных и полностью управляемых источников тепла, а также высо­ким уровнем механизации и автоматизации всех операций, включая контрольные. При этом будут использоваться набивные, прессован­ные, самотвердеющие, оболочковые, металлические, армированные и комбинированные формы из графита, кокса, высокоуглеродистых связующих материалов, металлических порошков и синтетических полимеров. Для направленного нагружения затвердевающей от­ливки (приложение давления) применяются и будут применяться методы центробежной и компрессионной заливки титанового спла­ва в формы, а также литье в электромагнитном поле и другие про— цессы. В управлении процессами заполнения формы и затвердева­ния отливок будут применяться системы ЧПУ.

С целью получения точных высококачественных титановых штамповок без альфированного слоя предполагается широкое ис­пользование штамповок с применением специальных защитных по­крытий и штамповки заготовок в штампах, нагретых до температу­ры деформирования.

Для формообразования титановых деталей из листа целесооб­разно применять нагрев заготовки и термокалибровку детали на

завершающей стадии тех­нологического процесса, при этом будет использо­ваться эффект сверхплас­тичности и штамповка с одновременной термооб­работкой деталей. Уже началось широкое исполь­зование термообработки титановых конструкций для снятия остаточных внутренних напряжений с применением вакуумно­го оборудования с ЧПУ.

Наряду с механичес­кой обработкой деталей из титановых сплавов бу­дет применяться элект­рохимическая обработка и различные виды элект­рофизической обработки.

Сварка, как способ неразъемного соединения деталей в конструкции из различных материалов, получит широкое распро­странение в связи с тен­денцией увеличения объ­емов применения дета­лей из листа.

Вместе с традицион­ными методами контакт­ной сварки и сварки плав­лением развиваются но­вые прогрессивные процессы сварки. Это относится прежде всего к технологическим процессам сварки с использованием локальных, высококонцентрированных источников тепла (электронно-лучевая и лазерная сварка).

В основе процесса нагрева металла при электронно-лучевой сварке лежит явление перехода кинетической энергии быстролетя­щих электронов в тепловую при резком торможении в результате их соударения с поверхностью соединяемых деталей. На рис. 10.11 показана схема установки электронно-лучевой сварки.

Сварка деталей производится концентрированным потоком электронов, ускоренных высоковольтным электрическим полем в вакууме.

Процесс обеспечивает получение высококачественных соедине­ний деталей толщиной от 0,05 до 100 мм и более за один проход при минимальных остаточных деформациях.

Высокая концентрация энергии нагрева в сочетании с вакуум­ным переплавом позволяет получать при электронно-лучевой свар­ке соединения, свойства которых близки к свойствам свариваемого материала.

В СССР и за рубежом электронно-лучевая сварка получила распространение при производстве деталей самолетов и двигателей, представляющих в основном тела вращения. Однако в последние годы благодаря ускоренному развитию техники и технологии луче­вой обработки металлов создались условия для широкого внедре­ния электронно-лучевой сварки в производство пассажирских само­летов различного назначения. С помощью электронно-лучевой свар­ки изготавливаются и будут изготавливаться сложные сварные кон­струкции из титановых и алюминиевых сплавов, а также из раз­личных конструкционных сталей, включая нержавеющие.

В отечественной промышленности применяется комплекс обору­дования (установки ЭЛУ-20, ЭЛУ-21 и ЭЛУ-22) для электронно­лучевой сварки сложных по конструкции крупногабаритных узлов со швами, расположенными в различных пространственных поло­жениях. Эти установки оснащены электронными пушками, переме­щающимися внутри камеры. Технологический процесс сварки вклю­чает следующие операции:

подготовку стыков деталей под сварку; сборку заготовок под сварку, контроль сборки; прихватку технологических подкладок и пластин; монтаж заготовок в камере; герметизацию и вакуумирование камеры; сварку заготовок;

удаление технологических подкладок и пластин; термообработку сварных узлов (лри необходимости);

контроль качества сварки.

При электронно-лучевой сварке деталей с толщиной стенки до 5 мм применяют электронные пушки мощностью 3 кВт, с толщиной стенки до 50 мм — мощностью 30 кВт, а для сварки деталей тол­щиной до 150 мм будут применены пушки мощностью 100 кВт и более.

Электронно-лучевая сварка оказалась наиболее эффективным процессом при изготовлении узлов шасси, при этом удалось значи­тельно поеысить коэффициент использования металла и надеж­ность шасси в целом. Для сварки шасси разработаны и успешгіО’ эксплуатируются специальные установки ЭЛУ-22, оснащенные че­тырьмя подвижными электронными пушками.

В установках ЭЛУ используются сварочные пушки с ускоряю­щим напряжением 60 кВ. На этих установках обеспечивается ско­рость сварки от 5 до 80 м/ч при давлении в рабочей камере, рав­ном 8• 10~5 мм рт. ст. Электронные пушки перемещаются по трем взаимно перпендикулярным осям на расстоянии от 800 до 5000… 10 000 мм и более, что позволяет сваривать узлы любых габаритов.

Простое управление тепловыми процессами при электронно-лу­чевой сварке путем изменения в широких пределах мощности луча

и ею плотности позволяет использовать этот вид сварки также

эффективно как при изготовлении особо тонкостенных деталей (на­пример, при стыковке обшивок сотовых панелей), так и при соеди­нении основных несущих элементов конструкции толщиной до 50 мм и более. Соединения, выполненные электронно-лучевой сваркой, обладают высоким качеством и надежностью, а сваренные конст­рукции относятся к категории’ экономичных, так как КИМ в этом случае возрастает до 0,90 (т. е. в 1,5—2 раза по сравнению с КИМ конструкций, выполненных традиционными методами механообра­ботки из монолитных заготовок или многопроходной ручной ДЭС), при этом трудоемкость снижается в 3… 5 раз.

По своим технологическим возможностям и особенностям к электронно-лучевой сварке близка лазерная сварка. Основным пре­имуществом лазерной сварки перед электронно-лучевой является технологическая простота процесса, так как сварка ведется вне ва­куумной камеры с местной защитой, при этом может работать не­сколько сварочных постов от одного генератора, отстоящего на расстоянии десятков метров, имеется также возможность оператив­ной подварки и хорошего наблюдения за процессом сварки.

Для сфокусированного лазерного луча характерна высокая кон­центрация энергии, возможность легкой наводки его в требуемое, часто труднодоступное место, независимость от магнитных полей и металлических масс, отсутствие рентгеновского излучения, сво­бодное (без. поглощения) прохождение через газовую струю. Эти особенности луча лазера позволяют применять его в таких технологических процессах, как сварка, резка и термообработка.

При взаимодействии с поверхностью детали излучение частично отражается, а частично проникает вглубь металла на глубину 10~6—10_б см, поглощается и переходит в тепло. В металлах кван­ты света поглощаются электронами проводимости, которые рассе­ивают поглощенную энергию на тепловых колебаниях решетки за время релаксации, равное 10-11—10~10 с.

Для технологических целей применимы твердотельные, газовые к жидкостные лазеры, однако наиболее перспективными являются газовые лазеры, обладающие высокой мощностью излучения.

Твердотельные лазеры (как правило, импульсные) из-за огра­ниченности энергетических характеристик в основном применяются для микросварки деталей толщиной 0,05—0,8 мм. Ожидается появ­ление твердотельных непрерывных лазеров на иттриево-алюминие — вом гранате мощностью до 500—600 Вт, что позволит сваривать лучом таких лазеров детали толщиной до 2—3 мм.

Схема процесса лазерной сварки показана на рис. 10.12. Луч лазера фокусируется оптической системой (линзой) на место свар­ки. Окисляющиеся металлы требуют при этом защиты расплавлен-" ного металла нейтральным газом, который подводят через шту­цер 2 в защитное сопло 5.

При сварке возможно как перемещение свариваемой детали от­носительно фокусирующей системы, так и перемещение фокусиру­ющей системы относительно свариваемой детали.

Так же как и электронно­лучевая сварка, лазерная свар­ка обладает высокой эффек­тивностью, высокой скоростью, глубинным «кинжальным» проплавлением и малой зоной термического влияния. Про­цесс лазерной сварки можно, автоматизировать. За рубежом, и у нас в стране разработано оборудование и проведены’ технологические исследова-! ния, показавшие ВОЗМОЖНОСТЬ; высококачественной лазерной сварки деталей из различных металлов и сплавов большей толщины.

Создание в США лазеров мощностью 40—50 кВт. поз­воляют проводить сварку де­талей из разных металлов и сплавов толщиной до 50—60 мм на воздухе с местной защитой. Конструкции из особо тонких листовых деталей будут изготавли* ваться способом сварки закрытой плазменной дугой. Этот процесс осуществляется в охлаждаемой микрокамере, одновременно осу­ществляющей прижим кромок. Тонкостенные каркасные конструк­ции из титановых сплавов будут изготавливаться точечной кон­тактной сваркой.

В последние годы резко возрос интерес к процессу соединения материалов в твердом состоянии. В настоящее время этим спосо­бом получают надежное соединение деталей из широкой номенкла­туры однородных и разнородных материалов — сталей, жаропроч­ных и тугоплавких сплавов, керамики, сплавов на основе титана и т. д.

За рубежом сварка деталей в твердом состоянии успешно кон­курирует с традиционными видами сварки и в ряде случаев заме­няет пайку, механосборку и механообработку. Фирмы США приме­няют сварку в твердом состоянии в производстве различных эле­ментов конструкций самолета из сплавов на основе титана и нике­ля (рам обтекателей крыла, нервюр центроплана крыла, балок крепления гондол двигателей и т. п.), а также в двигателестроении (свариваются диски вентилятора, корпус камер сгорания, лопатки газовых турбин и т. п.). Признание и распространение этого спосо­ба сварки связано, прежде всего, с высокой экономичностью и про­изводительностью процесса, а также с исключением ряда нежела­тельных эффектов, имеющих место при соединении металлов свар­кой плавлением (отсутствует литая зона, обладающая, как прави­ло, повышенной хрупкостью, уменьшено формоизменение соединя­емых деталей, что определяется сравнительно низкими темпер ату-
рами нагрева и возможностью строго контролировать деформацию деталей при сварке). При сварке в твердом состоянии уменьшают­ся остаточные напряжения в деталях и повышается стойкость ма­териалов к трещянообразованию. Существенным преимуществом ■сварки в твердом состоянии является также возможность соедине­ния материалов, резко отличающихся друг от друга по физико-хи­мическим свойствам (например, металл — керамика), а также воз­можность соединения разнотолщинных элементов конструкции.

Существует много схем технологического процесса соединения металлов в твердом состоянии, которые различаются по виду созда­ваемого в соединяемых деталях напряженного состояния, схеме де­формирования, а также по характеру защитной среды, способам нагрева и создания давления; схемы, различаются последователь­ностью процессов нагрева и нагружения. Процесс соединения ма­териалов в твердом состоянии включает операции подготовки по­верхности свариваемых деталей, сборки их, создания защитной сре­ды, нагрева, нагружения, выдержки при рабочих параметрах, охлаждения и выгрузки сваренного узла и его контроля.

В зависимости от физико-химических свойств соединяемых ма­териалов подготовка поверхности деталей может выполняться с по­мощью механической обработки (фрезерования, шлифования, поли­рования), травления и обезжиривания. Сварку осуществляют либо в вакууме, либо в инертных газах. Получила распространение так­же сварка в соляных ваннах.

Нагрев соединяемых деталей может производиться радиацион­ным или индукционным способами. Особо перспективным является локальный нагрев узкой области вблизи соединяемых поверхностей.

Применение различных схем деформирования расширяет техно­логически возможности процесса соединения в твердом состоянии. Так, например, использование эффекта сверхпластичности позволя­ет существенно снизить необходимое удельное давление, темпера­туру и время сварки. Перспективна с этой точки зрения также сварка в режиме циклического нагружения и применение термо — циклирования. В. качестве примера на рис. 10.13 показана схема сварки титановых конструкций в твердофазном состоянии с исполь­зованием эффекта сверхпластичности. Заготовки из титановых сплавов для соединения помещают в камеру, создают вакуум 10~5 мм рт. ст., нагревают до температуры, близкой к полиморф— но. чу превращению (860—950°С), и нагружают со скоростью, со­ответствующей использованию эффекта сверхпластичности (0,03— 0,2 мм/мин). Процесс исключает термообработку после сварки и дает возможность сваривать детали из титановых сплавов широ­кой номеклатуры (сотовые и ребристые панели, детали таврового и двутаврового сечения, фитинги и т. д.). Процесс обеспечивает^ высокие свойства сварных соединений — стабильность механичес­ких свойств, однородность металла в зоне сварки и прилегающих областях, а также малые деформации изделий.

Специфические особенности процесса соединения металлов в твердом состоянии позволяют применить существующее прессовое

а—на-пруженне с помощью пресса; б—нагружение с помощью ролика (скорость сварки 1,3 . . . 8 мм/іммн); /—источник тепла*, 2—подвижный стол; 3—свариваемая панель; 4—<ща(р0ч<ная камера; 5—пресс с нагреваемой плитой; 6—ролик 0 200 мм

оборудование, а также прокатные станы, которые могут быть ис­пользованы, в частности, при сварке слоистых композиционных ма­териалов. В зависимости от конструктивных особенностей деталей и узлов сваркой в твердом состоянии могут быть получены стыко­вые, тавровые и нахлесточные соединения из элементов широкого диапазона толщин от одного до нескольких десятков миллиметров; в случае получения нахлесточных соединений толщина сваривае — вых деталей существенно меньше.

Ответственным и сложным этапом технологического процесса сварки является контроль качества соединения. В настоящее вре­мя для контроля используются различные виды испытаний техно­логических образцов (испытания на прочность при ударных, ста­тических и повторно-статических нагрузках; металлографические и фрактографические исследования), а также оценка качества по косвенным показателям (поро — и трещинообразование при тепло­вом воздействии на соединение) и т. д. Из неразрушающих мето­дов контроля получили наибольшее распространение и перспектив­ны ультразвуковые способы оценки качества сварки. Применение ультразвуковых приборов позволяет обнаруживать дефекты диа­метром менее Ч—2 мм и даже 0,1 мм.

р Для сварки узлов в твер­

дом состоянии применяют сва­рочные установки СДВУ и УССП, применяются также сварка в соляных ваннах и установки диффузионной свар­ки УДС-2,5X1,5; УДС-2.5Х8

и УДС—2,5×16 (рис. 10.14), в которых для передачи давления и нагрева использу­ются специальные керамичес­кие материалы.

В случае использова­ния при сварке различно­го прессового оборудова­ния необходимо изготав­ливать специальную инстру­ментальную оснастку.

Способ твердофазной сварки нашел применение при изготовле­нии всевозможных ребристых конструкций из титановых сплавов для широкофюзеляжных самолетов.

В настоящее время в самолетостроении сваркой соединяют де­тали с толщиной стенок 0,3—35 мм. Сварка деталей большой тол­щины наряду с лучевыми методами соединения выполняется и тра­диционными способами сварки в среде защитных газов в основном неплавящимся электродом.

Особенно тщательной защиты разогретых и расплавленных участков металла защитным газом требует сварка узлов из титано­вых сплавов. С целью надежной защиты от водорода, присутству­ющего в основном металле и адсорбированного на свариваемых кромках в виде влаги, целесообразно сварку титановых конструк­ций выполнять не в нейтральной, а в активной атмосфере, обеспе­чивающей экстракцию водорода из расплавленного металла. Такая технология была разработана с участием Института электросвар­ки им. Е. О. Патона и получила название сварки в среде инертных газов неплавящимся электродом по флюсу-реагенту. В этом слу­чае флюс в виде пасты наносится тонким слоем на кромки свари­ваемых деталей. Разложение флюса в процессе воздействия на свариваемые кромки энергии дугового разряда способствует обра­зованию атмосферы, связывающей водород в стойкие соединения, что, в конечном итоге, повышает качество металла шва. При свар­ке применяется флюс ФАН-1, позволяющий уменьшить зону разо­грева и остаточные сварочные деформации.

При большой площади поперечных сечений деталей (толщина^- до 20 мм) пользуются порошковой флюсовой проволокой, подава­емой в зону дуги со скоростью, несколько превышающей скорость сварки.

Для этой цели разработана специальная головка ГСПП-1.

Для изготовления узлов и деталей с толщиной стенок 10—

/—свариваемая деталь; 2—каретка; 3—защитное сопло; 4—подающне ролики; 5—электрод;
б—измеритель скорости подачи электрода; 7—камера с инертным газом

35 мм с успехом применяется сварка погруженной дугой, суть ко­торой состоит в погружении неплавящегося электрода ниже по — Н верхности свариваемого металла, а также в вытеснении расплав-

I ленного металла давлением дуги, что позволяет повысить про-

I плавляющую способность сварочной дуги (рис. 10.15).

В Этот процесс обладает большой универсальностью. На одной

I и той же установке можно сваривать магниевые, алюминиевые,

I Титанозые сплавы и стали, при этом различие процессов заключа-

I ются лишь в качестве защиты, создаваемой для различных хчате-

V риалов.

I Процесс позволяет регулировать во время сварки погон-

I ную энергию, автоматически поддерживая требуемую мощность

і (в зависимости от величины сварочного зазора). За один проход

I свариваются детали толщиной 10—20 мм, а при двухсторонней

сварке 20—35 мм. Для сварки применяется специальная головка ГСПД-1 (см. рис. 10.15).

В современных самолетах достаточно широко применяются.. ребристые конструкции, выполняемые в виде панелей, профилей,

лонжеронов, балок и т. д. Целесообразно изготавливать такие — узлы с помощью автоматической двухгодовой сварки, основанной на одновременном горении двух сварочных дуг. Схема этого про — цесса показана на рис. 10.16. Двухдуговая сварка позволяет повы­сить производительность процесса сварки в 2—3 раза, а также обеспечить высокое качество сварных соединений с минимальными сварочными деформациями.

В ближайшем будущем сварочное производство будет совер — шествоваться в следующих направлениях:

— расширение объемов при­менения электронно-лучевой и лазерной сварки, для чего будут созданы установки из унифициро­ванных модулей тоннельного ти­па с перемещающимися в ваку­уме электронными пушками, ос­нащенными системами автома­тического наведения луча и сле­жения за стыком;

■— увеличение объемов при­менения диффузионной сварки, в том числе с использованием уникальных установок;

— разработка и производст­во экономичных лито — и штампо­сварных конструкций;

Перспективными являются практически все процессы лучевой технологии (использование лазерного луча для резки заготовок, термообработки деталей и для зачистки концов электрических про­водов от изоляции, применение световых лучей для нагрева и т. д.).

Для механической обработки деталей самолетов перспективно применение. металлорежущего оборудования с системами ЧПУ, оснащенными микропроцессорами.

В будущем самое широкое применение найдет производствен­ное оборудование, управляемое ЭЦВМ, а любое производственное предприятие в — целом будет рассматриваться как единая система, состоящая из различных подсистем, начиная от подсистем обеспе­чения материалами и разработки всей документации и кончая подсистемами отдельных производств, включая сборку и испытания самолетов.

Широкое внедрение микропроцессоров на всех нижних уровнях производства позволит перейти к комплексной автоматизации всех технологических процессов.

В заготовительном производстве все большее распространение получат процессы изготовления заготовок и окончательно готовых деталей из металлических порошков. В технологических процессах, сопровождаемых нагревом деталей, перспективно применение ва­куумного нагревательного оборудования; широкое использование найдут установки, создающие местный вакуум в рабочей зоне. Будут применяться высокие давления при изготовлении деталей различными методами, например будет применяться диффузион­ная сварка деталей давлением с использованием изостатического. автоклава, обеспечивающего удельное давление на деталь до 700 кгс/см2 и более.

При сборке конструкций наряду со сваркой широкое примене­ние найдет склеивание деталей с помощью пастообразных, пленоч­ных и пенопленочных клеев. Несомненно, будут быстро совершен­ствоваться методы установки и конструкции различных крепеж­ных элементов, в том числе для крепления деталей при односто­роннем подходе, а также для сборки деталей из композиционных материалов. Специалисты считают, что для обработки и соедине­ния деталей будет широко применяться ультразвук.

В связи с увеличением размеров заготовок для изготовления панелей и других деталей крупногабаритных агрегатов самолетов будет создано и применено крупногабаритное оборудование (выс­казываются, например, идеи создания фрезерных станков с раз­мером рабочего стола 16X64 м). Оборудование для изготовления деталей больших размеров будет многошпиндельным, многокоор­динатным, управлять работой группы такого оборудования будут непосредственно от ЭВМ. Широкое применение найдут адаптивные системы управления и контроля.

Современная авиатехника, используя в производстве последние достижения науки больше, чем любая другая отрасль техники, стимулирует развитие науки и сама быстро совершенствуется.

Специалисты далеко не единодушны в оценке перспектив раз­вития пассажирского самолетостроения, однако все согласны с ‘тем, что в предстоящие 20—30 лет продукция авиационной про­мышленности и технология авиационного производства изменяется не меньше, чем за тридцать прошедших лет. Результатом этих из­менений будет дальнейшее повышение технического уровня произ­водства, рост его технических возможностей, а также повышение качества, ресурса и надежности выпускаемых во всем мире пасса­жирских самолетов.

Оставьте ответ

Вы можете использовать эти HTML теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>