Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 [ 163 ] 164 165 166 167 168 169 170

Образцы, сваренные внахлестку диффузионной точечной сваркой, при испытании на растяжение в интервале температур 20-120 °С разрушаются по основному материалу с вырывом вдоль волокон. При температуре 315 °С образцы разрушаются сдвигом по месту соединения.

38.5.6. Клинопрессовая сварка

Для соединения законцовок из обычных конструкционных сплавов с трубами или корпусами из композиционных материалов разработан способ сварки разнородных металлов, резко различающихся по твердости, который можно назвать микро-клинопрессовым. Давление впрессовывания получают за счет термических напряжений, возникающих при нагреве оправки и обоймы приспособления для термокомпрессионной сварки, выполненных из материалов с различными коэффициентами термического расширения (КТР). Элементы законцовки, на контактную поверхность которых нанесена клиновая резьба, собирают с трубой из композиционного материала, а также с оправкой и обоймой. Собранное приспособление нагревают в защитной среде до температуры 0,7-0,9 от температуры плавления наиболее легкоплавкого металла. Оправка приспособления имеет больший КТР, чем обойма. В процессе нагрева расстояние между рабочими поверхностями оправки и обоймы сокращается, и выступы («клинья») резьбы на законцовке впрессовываются в плакировочные слои трубы. Прочность твердофазного соединения не ниже прочности матричного или плакировочного металла.

38.5.7. Сварка взрывом

Сварку взрывом применяют для соединения листов, профилей и труб из металлических композиционных материалов, армированных металлическими волокнами или слоями, имеющими достаточно высокие пластические свойства, чтобы избежать дробления армирующей фазы, а также для соединения композиционных материалов с закоицовками из различных металлов и сплавов. Прочность соединений обычно равна или даже выше (за счет деформационного упрочнения) прочности наименее прочного матричного материала, применяемого в соединяемых деталях. Для повышения прочности соединений применяют промежуточные прокладки из других материалов.

В соединениях обычно отсутствуют поры или трещины. Оплавленные участки в переходной зоне, особенно при сварке взрывом разнородных металлов, представляют собой смеси фаз эвтектического типа.

38.6. Пайка композиционных материалов

Процессы пайки весьма перспективны для соединения композиционных материалов, поскольку могут осуществляться при температурах, не оказывающих влияния на армирующий наполнитель и не вызывающих развития межфазного взаимодействия.

Пайка выполняется обычными техническими приемами, т.е. погружением в припой или в печи. Весьма важен вопрос о качестве подготовки поверхности под пайку. Соединения, выполненные твердыми припоями с применением флюсов, подвержены коррозии, поэтому флюс должен быть полностью удален из зоны соединения.

Пайка твердыми и мягкими припоями

Разработано несколько вариантов пайки боралюминня. Опробованы припои для низкотемпературной пайки [12]. Припои состава 55% Cd -45% Ag, 95% Cd -5% Ag, 82,5 % Cd-17,5% Zn рекомендуются для деталей, работающих при температурах не выше 90 °С; припой состава 95% Zn - 5% Al - для рабочих температур до 315 °С. Для улучшения смачивания и растекания припоя на соединяемые поверхности наносят слой никеля толщиной 50 мкм. Высокотемпературную пайку производят с использованием эвтектических припоев системы алюминий - кремний при температурах порядка 575-615 °С. Время пайки должно быть сведено к минимуму из-за опасности деградации прочности борных волокон.

Основные трудности при пайке углеалюминиевых композиций как между собой, так и с алюминиевыми сплавами связаны с плохой смачиваемостью углеалюминия припоями. Лучшими припоями являются сплав 718 (А1-12% Si) или чередующиеся слои фольги из сплава 6061. Пайку производят в печи в атмосфере аргона при температуре 590 °С в течение 5- 10 мин. Для соединения боралюминня и углеалюминия с титаном могут быть применены припои системы алюминий - кремний- магний. Для повышения прочности соединения рекомендуют на поверхность титана наносить слой никеля.

Эвтектическая диффузионная пайка. Метод состоит в нанесении на поверхность свариваемых деталей тонкого слоя второго металла, образующего эвтектику с металлом матрицы. Для матриц из сплавов алюминия используют слои из Ag, Си, Mg, Ge, Zn, температура эвтектики которых с алюминием соответственно 566, 547, 438, 424 и 382 °С. В результате диффузионного процесса концентрация второго элемента в зоне контакта постепенно снижается, и температура плавления соединения повышается, приближаясь к температуре плавления матрицы. Таким образом, паяные соединения могут работать при температурах, превышающих температуру панки.

при диффузионной пайке боралюминия поверхности соединяемых деталей покрывают серебром и медью, затем сжимают и выдерживают под давлением до 7 МПа при температуре 5Ш-565 °С в стальной реторте в вакууме нли инертной атмосфере.

Глав а 39. ПОРИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ

НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ (Третьяков А. Ф.)

39.1. Классификация пористых материалов

Пористые материалы (ПМ) на металлической основе применяются в качестве фильтроэлемеитов, смесителей, газовых линз, глушителей шума и др ПМ классифицируются по назначению, химическому составу и типу структурообразующих элементов и способу получения Для изготовления сварных конструкций, обладающих заданными гидравлическими, структурными и механическими свойствами, наиболее широкое применение нашли пористые порошковые (ППМ) и сетчатые материалы (ПСМ) на основе коррозионно-стойких сталей

39.2. Пористые порошковые материалы

Технологические процессы получения ППМ предполагают, как правило, холодное прессование или прокатку порошка с последующим высокотемпературным спеканием в контролируемой газовой среде [1]

Свойства ППМ определяются химическим составом и размерами порошка, режимами спекания и величиной образующейся пористости Промышленностью выпускаются проницаемые материалы на основе порошка Х18Н15 двух типов- ПНС и ФНС [\, 2], основные характеристики которых приведены в табл 39 1

ТАБЛИЦА 39 1

СОРТАМЕНТ и СВОЙСТВА ПОРИСТЫХ ЛЕНТ И ЛИСТОВ ИЗ ПОРОШКА КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ СТАЛИ XI8HI5 (I, 2]*

• Относительное удлинение при растяжении не превышает 0,015