Способ изготовления конструкции донного экрана

 

Изобретение относится к сварке, в частности к способу изготовления конструкции донного экрана, и может найти применение в ракетостроении. Скрепление элементов и секций донного экрана осуществляют сваркой. Сначала собирают и сваривают кронштейны и выполняют в них базовые отверстия диаметром, меньшим диаметра чистовой обработки на величину поводок и деформаций от сборки и сварки всех элементов конструкции. После чего в отдельных стапелях осуществляют сборку и сварку элементов с получением отдельных сборочных единиц, которые собирают и сваривают между собой в секции. Затем секции собирают и сваривают с получением сварной конструкции, которую устанавливают в жесткое приспособление. Ее фиксируют по базовым отверстиям кронштейнов, обрабатывают по наружному диаметру и растачивают базовые отверстия до чистового размера. После этого выполняют обработку отверстий под скобы, бобышки и гайки, которые приваривают к конструкции. Элементы конструкции изготавливают толщиной, превышающей чистовой размер на величину, рассчитанную с учетом обработки после сварки путем деформирования в пределах упругой деформации, не превышающей предельных значений для данной конструкции. В результате получают конструкцию заданных размеров без деформаций, коробления и трещин в сварных соединениях. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области сварки, в частности к способу изготовления конструкции донного экрана, и может найти применение в ракетостроении.

Хорошо известна в мировой технике отечественная ракета-носитель "Восток", с помощью которой в течение нескольких десятилетий выводятся на орбиты искусственные спутники и космические корабли разнообразного назначения. Хвостовая часть ракеты-носителя защищена от сопел ракетных двигателей РД-107 и РД-108, установленных на этой ракете-носителе, с помощью клепаных многосекционных донных экранов. Это, например, хорошо видно на много лет экспонировавшейся на ВДНХ ракете-носителе. Видно это также на фотоснимке фиг. 35 стр. 23 "Альбом конструкций ЖРД" под руководством В. П. Глушко, Москва - 1969, Воениздат Минобороны СССР. Этот экран состоит, как видно на фотоснимке, из отдельных секций, скрепленных между собой посредством клепаных соединений. Его принимаем за прототип настоящего изобретения.

Благодаря реализации предлагаемого способа удалось изготовить для ракетного двигателя уникальный донный экран, включающий множество различных элементов, скрепленных между собой посредством сварки.

Задачей данного изобретения является создание такого способа его изготовления, который бы позволил получить конструкцию заданных размеров, без деформаций, коробления и трещин в сварных соединениях.

Для этого разработан способ изготовления сварной конструкции донного экрана, состоящей из четырех секций, каждая из которых включает множество различных элементов, в том числе кронштейны с базовыми отверстиями, характеризующийся тем, что все элементы конструкции изготавливают толщиной, превышающей чистовой размер на величину, рассчитанную с учетом обработки после сварки путем деформирования в пределах упругой деформации, не превышающей предельных значений для данной конструкции, и механической обработки после сварки всей конструкции донного экрана, и сначала в специальном приспособлении собирают и сваривают кронштейны и выполняют в них базовые отверстия диаметром, меньшим диаметра чистовой обработки на величину поводок и деформаций от сборки и сварки всех элементов конструкции, затем в отдельных стапелях осуществляют сборку и сварку элементов, получая отдельные сборочные единицы, которые собирают в секции и сваривают между собой, затем секции собирают и сваривают с получением сварной конструкции, после чего полученную сварную конструкцию устанавливают в жесткое приспособление, фиксируют по базовым отверстиям кронштейнов и обрабатывают по наружному диаметру, затем растачивают базовые отверстия кронштейнов до чистового размера, выполняют обработку отверстий под скобы, бобышки и гайки, которые затем приваривают к конструкции. Способ также характеризуется тем, что при сборке элементов зазоры под сварку составляют не более 0,25 толщины свариваемых элементов. Кроме того, элементы сваривают ручной аргонодуговой сваркой присадочной проволокой.

Технология изготовления донного экрана следующая. На фиг. 1 представлен общий вид части донного экрана; на фиг. 2 - кронштейн донного экрана; на фиг. 3 - сечение А-А фиг. 2; на фиг. 4 - часть секции донного экрана.

Донный экран состоит из четырех секций, включающих множество различных элементов, изготовленных из стали марки 06Х15Н6МВФБ методом горячей штамповки из листа толщиной 5 мм, и вспомогательных элементов из листа толщиной 2 и 3 мм. Элементы конструкции изготавливают толщиной, позволяющей проводить доводку деформированием в пределах упругой деформации, не превышающей предельных значений для данной конструкции, а также рассчитанной с учетом последующей механической обработки до чистовых размеров. Каждая секция донного экрана состоит из технологических подсборок 1, 2, 3.

Подсборка 1 состоит из дуги 4, к которой приварен кронштейн 5 и два основания 6 с ребрами 7, эта подсборка размерами и конфигурацией соответствует профилю подсборки 3. Сначала собирают из элементов и сваривают кронштейн 5, в специальном приспособлении сваривают элементы 8 и 9 ручной аргонодуговой сваркой присадочной проволокой марки 03Х12Н9М2С-ВИ на токе 120-140 А. Затем элементы 10 толщиной 12 мм, элементы 9 толщиной 5 мм той же сваркой на токе 180-200 А присадочной проволокой диаметром 2,5-3,0 мм. Проводят сварку ребер 11 на токе 80-100 А присадочной проволокой диаметром 2 мм.

Сваренный кронштейн собирают в кондукторе и просверливают отверстия 12 диаметром 20 мм вместо положенного 38 мм. Это делается с учетом рассчитанных поводок при сборке и сварке всех элементов конструкции. Кронштейн 5 является базой для сборки и сварки всех последующих элементов. С помощью отверстий 12, обработанных до диаметра 38 мм, донный экран крепится к двигателю ракеты.

Затем из элементов собирают в приспособлении и сваривают подсборку 1 швами 13, 14, 15, 16, 17 и 18 ручной аргонодуговой сваркой на токе 140-160 А присадочной проволокой диаметром 2 мм.

Подсборку 2 собирают и сваривают также в приспособлении. Сварку выполняют ручную аргонодуговую на токе 100-120 А присадочной проволокой диаметром 2 мм швами 19 сверху и снизу.

Подсборку 3 выполняют той же сваркой присадочной проволокой диаметром 2 мм, причем швы 20, 21, 22 варят на токе 140-160 А, а швы 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 - на токе 80-100 A.

Затем в приспособлении собирают и сваривают секции экрана с двух сторон той же сваркой, причем часть швов выполняют на токе 120-140 А, а часть швов - на токе 80-100 А. Собирают секции в приспособлении и сваривают, выполняя швы с двух сторон той же сваркой на токе 140- 160 А.

Все сварные соединения подвергают контролю методом цветной дефектоскопии, а наиболее ответственные из них - рентгеноконтролю.

После этого донный экран устанавливают в приспособлении с фиксацией по базовым отверстиям 12. Прижим осуществляют в средней части и по опорам в 8-ми местах.

Обрабатывают экран по наружному диаметру, проводят расточку отверстий до заданного диаметра 38 мм. Затем зажимают экран и выполняют посадочные отверстия под различные технологические элементы. И приваривают гайки, бобышки, скобы и другие элементы той же сваркой присадочной проволокой диаметром 1,6-2,0 мм на токе 50-70 А.

Полученный данной технологией донный экран отвечает всем жестким требованиям по геометрическим и прочностным параметрам, которые к нему предъявляются.

Формула изобретения

1. Способ изготовления конструкции донного экрана, включающий скрепление множества элементов конструкций, в том числе кронштейнов, с получением секций и скрепление секций между собой, отличающийся тем, что скрепление элементов и секций осуществляют сваркой, при этом сначала собирают и сваривают кронштейны и выполняют в них базовые отверстия диаметром, меньшим диаметра чистовой обработки на величину поводок и деформаций от сборки и сварки всех элементов конструкции, после чего в отдельных стапелях осуществляют сборку и сварку элементов с получением отдельных сборочных единиц, которые собирают и сваривают между собой в секции, затем секции собирают и сваривают с получением сварной конструкции, которую устанавливают в жесткое приспособление, фиксируют по базовым отверстиям кронштейнов, обрабатывают по наружному диаметру и растачивают базовые отверстия до чистового размера, после чего выполняют обработку отверстий под скобы, бобышки и гайки, которые приваривают к конструкции, причем элементы конструкции изготавливают толщиной, превышающей чистовой размер на величину, рассчитанную с учетом обработки после сварки путем деформирования в пределах упругой деформации, не превышающей предельных значений для данной конструкции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что элементы собирают под сварку с зазором не более 0,25 толщины свариваемых элементов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что элементы сваривают ручной аргонодуговой сваркой с присадочной проволокой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.06.2010

Извещение опубликовано: 27.06.2010        БИ: 18/2010

---