Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления вафельных монолитных панелей наплавкой ребер

Предлагаемый способ относится к области изготовления вафельных панелей и может быть использован при изготовлении панелей, стенок, оболочек и др. конструкций в тех случаях, когда необходимо иметь монолитную панель и технологию с высоким коэффициентом использования металла. Известен способ изготовления монолитных вафельных панелей из цельной заготовки в виде плиты путем ее фрезерования, описанный в книге «Рекомендации по технологичности самолетных конструкций» под ред. д.т.н. В.В. Бойцова, Оборонгиз 1959 г. 567 стр. Недостатком известного способа является низкий КИМ (коэффициент использования металла), который находится в пределах \0,35-0,40\, Другим недостатком изготовления панелей фрезерованием является узкий круг материалов, из которых можно изготовить металлические вафельные панели. Этот круг ограничен, в основном, алюминием и его сплавами, т.к. алюминий легче других сплавов обрабатывается резанием.

Целью предполагаемого изобретения является способ изготовления монолитных вафельных панелей наплавкой ребер.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления вафельных монолитных панелей фиксируют заготовку в виде листа толщиной равной толщине полотна панели, разметку выполняют в центре листа для средней ячейки панели двумя парами ортогональных прямых линий, а образование ребер панели ведут наплавкой прерывистыми валиками параллельно одной из пар ортогональных линий с длиной валика равной расстоянию между линиями разметки второй пары ортогональных линий за вычетом толщины ребра и промежутками между валиками равными толщине ребра, затем параллельно линиям второй пары линий разметки наплавку ведут напроход через каждый промежуток и формируют ячейки первого слоя и переходят к наплавке ячеек второго слоя прерывистыми валиками вдоль второй пары ортогональных линий разметки, после чего наплавкой напроход через каждый промежуток между валиками завершают начальную стадию формирования ячееек панели и далее продолжают наращивать высоту ребер увеличением числа слоев наплавки до высоты равной высоте панели в последовательности идентичной начальной стадии формирования ячеек панели.

В результате анализа известных технических решений при проведении патентных исследований, заявитель не обнаружил технических решений с признаками, сходными с отличительными признаками заявляемого решения, а потому совокупность упомянутых существенных признаков позволяет получить монолитные вафельные панели, уменьшить металлоемкость и повысить КИМ при их изготовлении.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где на рис. 1 схематично представлен предлагаемый способ. Способ осуществляется следующим образом. Фиксируют, например, в стенде для сварки листовую заготовку толщиной равной толщине полотна панели. Двумя парами ортогональных прямых размечают в центре листа (рис. 1а) ячейку «D» вафельной панели. Получение ребер ведут наплавкой прерывистыми валиками вдоль одной из пар ортогональных линий (наплавку ведут параллельно оси YY) с длиной валика равной расстоянию между линиями разметки второй пары ортогональных линий за вычетом толщины ребра и промежутками между валиками равными толщине ребра панели (рис. 1в). Затем параллельно линиям второй пары линий разметки, по оси XX наплавку ведут напроход через каждый промежуток и формируют ячейки первого слоя (рис. 1с).

Наплавку ячеек второго слоя начинают прерывистыми валиками вдоль второй пары ортогональных линий разметки параллельно оси XX с промежутками равными толщине ребра панели. Заканчивают начальную стадию формирования ячеек наплавкой напроход параллельно оси YY через каждый промежуток между валиками. Далее продолжают наращивать высоту ребер увеличением числа слоев наплавки в последовательности идентичной начальной стадии формирования ячеек панели до высоты ребер соответствующих высоте панели.

Экспериментальная наплавка ребер.

На лист-полотно толщиной 5 мм из стали 30ХГСА наплавляли валики плавящимся электродом, электродной проволокой фирмы ESAB, ТУ 1222-020 55224 353-2005, диаметром 1 мм. Предварительно, лист был зафиксирован и в центре листа выполнена разметка ячейки панели. Размер ячейки 40×40 мм., ширина ребра 4 мм. Режим наплавки: сила тока 66 А, напряжение на дуге 15 В, скорость наплавки 0,6 см\сек, скорость подачи электродной проволоки 5,2 см\сек, расход смеси газов \13-15\л\мин. Длина валика 38 мм, ширина ребра 4 мм. Наплавку производили до получения высоты панели 8 мм. что соответствовало высоте заготовки-плиты взятой в качестве прототипа. Наплавка прерывистыми валиками позволила последовательно разбить общее поле деформаций от наплавки на отдельные участки, снизить тем самым остаточные деформации и получить фрагмент панели с отклонением геометрических параметров в пределах требований предъявляемых к прототипу.

Таким образом, по признакам с прототипом, способ изготовления монолитных вафельных панелей позволяет повысить коэффициент использования металла до 90%.