Введення
Метою даного проекту є розробка технології зварювання корпусу водила II ступеня. Конструкція є відповідальною, тому при її виготовленні застосовуються тільки матеріали високої якості. Необхідно вибрати такий спосіб зварювання і зварювальні матеріали, які б забезпечили необхідні властивості зварного з'єднання.
1. Характеристика виробу
Водило II щаблі складається з п'яти стійок, п'яти верхніх і п'яти нижніх пелюсток, виконаних з титанового сплаву ПТ-3В і зварених між собою електронно-променевої зварюванням на установці ЕЛУ-21.
Застосовується для компенсації енергетичних установок в атомних підводних човнах і в авіації для передачі моменту від швидкохідної щаблі на центральну шестерню тихохідної щаблі.
2 . Аналіз варіантів і вибір способу виготовлення з урахуванням особливостей зварюваності даного матеріалу
2.1 Характеристика титанового сплаву ПТ-3В
Широке застосуванні титанових сплавів для зварних конструкцій обумовлено важливими їх перевагами перед сталями і сплавами на основі алюмінію - низькою теплопровідністю і вузьким інтервалом кристалізації. Зазначені переваги істотно знижують енергетичні витрати і сприяють отриманню однорідного за хімічним складом металу при зварюванні. Перспективним для застосування вважається сплав ПТ-3В.
Сплав ПТ-3В відноситься до псевдо-О±-сплавів, які містять О±-стабілізатори (Алюміній і кисень) і невелика кількість ОІ-стабілізуючого елемента, зокрема, ванадію. Завдяки наявності ОІ-фази сплави мають гарну технологічної пластичністю при збереженні достоїнств О±-сплавів.
Сплави цього класу мають ряд технологічних переваг: вони не чутливі до швидкості охолодження після зварювання, не вимагають обов'язкової термічної обробки, мають малий приріст твердості зварного шва, а значить не схильні до окрихчування шва і околошовной зони.
Сплав ПТ-3В - сплав високої міцності при температурі 20-25 0 С, володіє високим опором руйнуванню при підвищених (350-500 0 С) і кріогенних температурах.
Сплав добре штампується, гнеться, обробляється різанням, має хорошу зварюваність. Вміст алюмінію і кисню (до 0,15%) підвищує міцнісні властивості сплавів.
Таблиця 1. Хімічний склад титанового сплаву ПТ-3В (ГОСТ 19807-74) ([1], с. 34)
Al
V
C
Fe
Si
Zr
O
N
H
3,5-5
1,2-2,5
0,1
-
-
-
0,15
0,04
0,008
Таблиця 2. Механічні властивості сплаву ПТ-3В ([1], с. 34)
Пѓ В , МПа
Пѓ 0,2 , МПа
Оґ,%
ОЁ,%
Пѓ -1 , МПа
KCU, Дж/м 3
700-726
609-667
11
18-27,5
282
0,6-0,7
Таблиця 3. Фізичні властивості сплаву ПТ-3В ([1], с. 34)
Властивості
Щільність Оі, кг/м 3
Температура плавлення, 0 С
Кипіння, 0 С
Питомий електричний опір ПЃ, Ом В· м В· 10 4
Коефіцієнт лінійного розширення О±, 1/ 0 З В· 10 6
Коефіцієнт теплопровідності О», Вт/м В· 0 С
Питома теплоємність З Оі , кал/г В· 0 С
Модуль пружності Е, МПа
4500
1668
3400
55,6
8,2
16
0,13
1125
Порівняно з технічним титаном титанові сплави мають при досить гарній пластичності, високої корозійної стійкості і малої щільності більш високу міцність при 20-25 0 С і підвищених температурах. У порівнянні з берилієм вони більш пластичні і технологічні, менше коштують, безпечні для здоров'я при обробці. У порівнянні з алюмінієвих і магнієв...
