RU2170636C2 - Method for making laminate cellular construction - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacture of complex-profile constructions such as cellular panels of materials capable to superplastic deformation, mainly of titanium alloys. SUBSTANCE: method comprises steps of connecting sheet blanks of titanium alloy filler by welded seam along predetermined pattern; sealing cavities between blanks and placing them between sheet blanks of envelope; shaping by action of controlled pressure of working fluid and joining them in solidified state; making constructions by two stage in temperature range T1-Tc. c. , where T1 -temperature in range of aging temperatures of quenched titanium alloys, Tc.c. - temperature of complete polymorphic conversion of titanium alloy; at first stage shaping until making semifinished product with ready cells at realizing contact between joined surfaces of sheet blanks; at second stage deforming semifinished product with deformation degree ε of joined sheet blanks. EFFECT: enhanced quality of solid-phase joining at optimal cost. 18 cl, 16 dwg, 14 ex

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и сварки давлением. Предназначено для изготовления сложнопрофильных конструкций типа ячеистых панелей из материалов, способных к сверхпластической (СП) деформации, преимущественно титановых сплавов. Данный способ позволяет получать конструкции ответственного назначения: крыльевые и корпусные узлы, перегородки, стенки, люки, ребра, балки, сложные оболочки, баки, сосуды давления, лопатки авиадвигателя. Изделия, получаемые по данному способу, находят применение в таких отраслях машиностроения как аэрокосмическая, автомобилестроение, нефтехимическая, судостроение, транспорт, строительство и т.д. The invention relates to the field of metal forming and pressure welding. Designed for the manufacture of complex structures such as cellular panels from materials capable of superplastic (SP) deformation, mainly titanium alloys. This method allows to obtain structures for critical purposes: wing and hull assemblies, partitions, walls, hatches, ribs, beams, complex shells, tanks, pressure vessels, aircraft engine blades. Products obtained by this method are used in engineering industries such as aerospace, automotive, petrochemical, shipbuilding, transportation, construction, etc.

Известен способ изготовления многослойной ячеистой конструкции из титановых сплавов, способных к сверхпластической деформации [1] (прототип). По данному способу две листовые заготовки наполнителя соединяют между собой прерывистыми или непрерывными сварными швами по заданному рисунку, полость между заготовками герметизируют с установкой трубопроводов подачи рабочей среды и размещают в штампе между листовыми заготовками обшивки. После нагрева штампа до температуры 927^oC осуществляют формовку подачей рабочей среды в полость между листовыми заготовками наполнителя. Условия сверхпластичности соблюдаются за счет осуществления формовки при определенной температуре и скорости деформации, обеспечиваемой регулируемым давлением P = f( τ), где τ - время формовки. Под воздействием давления рабочей среды из листовых заготовок наполнителя образуются ячейки, форма которых определяется рисунком сварных швов и расстоянием между листовыми заготовками обшивки. В процессе формовки ячейки, вступая в контакт друг с другом и с листовыми заготовками обшивки, образуют твердофазное соединение, что приводит к получению монолитной ячеистой конструкции.A known method of manufacturing a multilayer cellular structure of titanium alloys capable of superplastic deformation [1] (prototype). In this method, two sheet blanks of the filler are interconnected by intermittent or continuous welds according to a given pattern, the cavity between the blanks is sealed with installation of pipelines for supplying the working medium and placed in a stamp between the sheet blanks of the casing. After heating the stamp to a temperature of 927 ^o C carry out molding by supplying a working medium into the cavity between the sheet blanks of the filler. The conditions of superplasticity are observed due to the molding at a certain temperature and strain rate provided by the controlled pressure P = f (τ), where τ is the molding time. Under the influence of the pressure of the working medium, cells are formed from the sheet blanks of the filler, the shape of which is determined by the pattern of welds and the distance between the sheet blanks of the casing. In the process of forming the cells, coming into contact with each other and with the sheet blanks of the casing, form a solid-phase compound, which leads to a monolithic cellular structure.

Таким образом, процесс образования твердофазного соединения совмещается с процессом сверхпластической формовки. При этом температуру формовки выбирают из условия обеспечения стандартной диффузионной сварки, составляющей 0.6...0.8 T_пл используемого титанового сплава, где T_пл - температура плавления в градусах по Кельвину. Давление рабочей среды (газа) по окончании формовки доводят до значений, требуемых для образования твердофазного соединения, и осуществляют выдержку под давлением при температуре процесса в течение длительного времени. Последнее значительно изменяет исходные свойства материала и ухудшает его усталостные характеристики. При этом за счет увеличения энергозатрат снижается экономичность процесса.Thus, the process of forming a solid-phase compound is combined with the process of superplastic molding. In this case, the molding temperature is selected from the condition of ensuring standard diffusion welding, comprising 0.6 ... 0.8 T _{pl of the} used titanium alloy, where T _pl is the melting temperature in degrees Kelvin. The pressure of the working medium (gas) at the end of molding is adjusted to the values required for the formation of a solid-phase compound, and exposure is carried out under pressure at a process temperature for a long time. The latter significantly changes the initial properties of the material and worsens its fatigue characteristics. At the same time, due to the increase in energy consumption, the efficiency of the process is reduced.

Известен также способ [2], который отличается от [1] тем, что осуществляют формовку листовых заготовок обшивки. После того как они примут форму штампа проводят, как и в первом случае, формовку листовых заготовок наполнителя. There is also known a method [2], which differs from [1] in that the sheet blanks of the casing are molded. After they take the form of a stamp, as in the first case, the molding of blanks of the filler is carried out.

Получаемые многослойные ячеистые конструкции имеют твердофазное соединение значительной протяженности. Эксплуатационные свойства таких конструкций во многом определяются качеством твердофазного соединения, которое может иметь в зоне своего формирования многочисленные и трудновыявляемые методами неразрушающего контроля дефекты, такие как цепочки микропор и макронесплошности, плоские границы раздела, наличие оксидной пленки и т.д. Объясняется это тем, что при сверхпластической формовке листовой заготовки на ее поверхности образуется деформационный рельеф. Причем величина шероховатости поверхности, вызванная рельефом, не зависит от шероховатости шлифованной или полированной поверхности исходных заготовок. Анализ твердофазных соединений, имеющих вышеуказанные дефекты после таких операций как отжиг, отжиг под давлением, показал, что устранение подобных дефектов за счет диффузионного массопереноса или деформационной ползучести представляется практически неэффективным. The resulting multilayer cellular structures have a solid-phase compound of considerable length. The operational properties of such structures are largely determined by the quality of the solid-phase compound, which can have numerous and difficult to detect defects in the formation zone, such as chains of micropores and macro-discontinuities, flat interfaces, the presence of an oxide film, etc. This is explained by the fact that during superplastic forming of a sheet blank, a deformation relief is formed on its surface. Moreover, the surface roughness caused by the relief does not depend on the roughness of the polished or polished surface of the original workpieces. Analysis of solid-phase compounds having the above defects after operations such as annealing and pressure annealing showed that the elimination of such defects due to diffusion mass transfer or strain creep seems practically ineffective.

Задача изобретения - повышение качества твердофазного соединения при оптимальных экономических затратах для его обеспечения. The objective of the invention is to improve the quality of solid-phase compounds at optimal economic costs to ensure it.

Дополнительной задачей является расширение технологических возможностей способа. Другой дополнительной задачей является дальнейшее повышение качества твердофазного соединения. An additional task is to expand the technological capabilities of the method. Another additional objective is to further improve the quality of the solid phase compound.

Поставленная задача решается способом изготовления многослойной ячеистой конструкции из способных к сверхпластической деформации материалов, включающим соединение листовых заготовок наполнителя, выполненных из титанового сплава, сварными швами по заданному рисунку и герметизацию полости между ними, размещение их между листовыми заготовками обшивки, формовку рабочей средой под регулируемым давлением и твердофазное соединение, отличающимся тем, что изготовление осуществляют по меньшей мере в два этапа в интервале температур T₁ - T_пл, где T₁ - температура в пределах температуры старения закаленных титановых сплавов, ^oC, T_пл - температура полного полиморфного превращения титанового сплава, ^oC, причем на первом этапе осуществляют формовку до получения полуфабриката со сформированными ячейками с образованием, по крайней мере, физического контакта между соединяемыми поверхностями листовых заготовок, а на втором этапе производят деформирование полуфабриката со степенью деформации ε соединенных листовых заготовок, при этом размер зерен в листовых заготовках наполнителя и/или обшивки и температурные интервалы каждого этапа выбирают из условия ε≥ε_min, где ε_min - минимальная степень деформации, %, необходимая для реализации зернограничного проскальзывания в зоне соединения.The problem is solved by a method of manufacturing a multilayer cellular structure of materials capable of superplastic deformation, including joining sheet blanks of filler made of titanium alloy, welds according to a given pattern and sealing the cavity between them, placing them between sheet blanks of sheathing, molding with a working medium under controlled pressure and solid-phase compound, characterized in that the manufacture is carried out in at least two stages in the temperature range T ₁ - T _PL where T ₁ is the temperature within the aging temperature of hardened titanium alloys, ^o C, T _pl is the temperature of the complete polymorphic transformation of the titanium alloy, ^o C, and at the first stage molding is performed to obtain a semi-finished product with formed cells with the formation of at least physical contact between the joined surfaces of the sheet blanks, and at the second stage, the semi-finished product is deformed with the degree of deformation ε of the connected sheet blanks, while the grain size in the filler sheet blanks and / or casing and temperature intervals of each stage are selected from the condition ε≥ε _min , where ε _min is the minimum degree of deformation,%, necessary for the implementation of grain-boundary slippage in the joint zone.

Поставленная задача решается также, если:
температура Ti составляет 550^oC;
для изготовления конструкции высотой H >> h_min, где h_min = S_o + 4 ρ , S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм, ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм, на втором этапе деформирование осуществляют рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката до получения конструкции, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, первый этап осуществляют в интервале температур T₁ - (T₁+150^oC), а второй - (T₁+200^oC) - T_п.п.;
для изготовления конструкции высотой H >> h_min, где h_min = S_o + 4 ρ , S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм, ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм, на втором этапе деформирование осуществляют рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката до получения конструкции, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d около 5 мкм, первый этап осуществляют в интервале температур (T₁+150^oC) - (T₁+250^oC), а второй - (T₁+300^oC) - T_п.п.;
для изготовления конструкции высотой H > h_min, где h_min = S_o + 4 ρ , S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм, ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм, на втором этапе деформирование осуществляют рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката до получения конструкции, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, первый этап осуществляют в интервале температур T₁...(T₁+200^oC), а второй - (T₁+250^oC)...T_п.п.;
для изготовления конструкции высотой H > h_min, где h_min = S_o + 4 ρ, S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм, ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм, на втором этапе деформирование осуществляют рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката до получения конструкции, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d около 5 мкм, первый этап осуществляют в интервале температур (T₁+150^oC) - (T₁+250^oC), а второй - (T₁+350^oC) - T_п.п.;
при изготовлении конструкции с выпуклой поверхностью полуфабрикат выполняют с плоской поверхностью;
при изготовлении полуфабриката высотой, равной высоте конструкции, на втором этапе производят деформирование соединенных в процессе формовки листовых заготовок посредством приложения внешней растягивающей нагрузки со степенью деформации ε = 3 - 5% в интервале температур (T₁+350^oC) - T_п.п., при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, а на первом этапе осуществляют формовку в интервале температур (T₁+175^oC)... (T₁+250^oC);
при изготовлении цилиндрической конструкции с продольными ребрами жесткости внешнюю растягивающую нагрузку прикладывают по противоположным сторонам полуфабриката с направлением ее действия, совпадающим с направлением ребер;
используют листовые заготовки обшивки из интерметаллида титана с размером зерен d ≅ 5 мкм, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, на первом этапе формуют листовые заготовки наполнителя в интервале температур T₁ - (T₁+200^oC), а на втором - (T₁+350^oC) - T_п.п.;
используют листовые заготовки обшивки из жаропрочного титанового сплава, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, на первом этапе формуют листовые заготовки наполнителя в интервале температур T₁ - (T₁+200^oC), а на втором - (T₁+350^oC) - T_п.п.;
используют листовые заготовки обшивки с пластинчатым типом микроструктуры, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, на первом этапе формуют листовые заготовки наполнителя в интервале температур T₁ -(T₁+200^oC), а на втором - (T₁+350^oC) - T_п.п.;
используют листовые заготовки обшивки с размером зерен, превышающим на порядок размер зерен в листовых заготовках наполнителя;
листовые заготовки наполнителя соединяют сварными швами с образованием литой зоны величиной не более 0,7 толщины листовой заготовки наполнителя;
температуру на втором этапе циклически изменяют на величину ±Δ, где Δ выбирают 50 - 100^oC;
осуществляют понижение температуры посредством охлаждения рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката;
соединяемые поверхности листовых заготовок предварительно подвергают холодной деформации со степенью, обеспечивающей наклеп на глубину не менее 2d, где d - размер зерен в листовой заготовке, мкм;
соединяемые поверхности листовых заготовок предварительно обрабатывают с созданием рельефа высотой около 0,1 мм, при этом листовую заготовку берут с размером зерен d ≅ 1 мкм;
площадь листовых заготовок выбирают с учетом образования технологической зоны, листовые заготовки наполнителя соединяют сварными швами по заданному рисунку по всей площади, затем осуществляют герметизацию пакета листовых заготовок обшивки и наполнителя, при этом на первом этапе осуществляют формовку листовых заготовок обшивки и наполнителя с образованием технологической зоны высотой h^*, выбираемой из условия
S_o<h^*<S_o+2 ρ
где S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм;
ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм;
площадь листовых заготовок выбирают с учетом образования технологической зоны, листовые заготовки наполнителя соединяют сварными швами по заданному рисунку, пересекающими границу технологической зоны, по которой листовые заготовки наполнителя соединяют граничным сварным швом, затем осуществляют герметизацию пакета листовых заготовок обшивки и наполнителя, при этом на первом этапе на первом переходе формуют листовые заготовки обшивки с образованием в технологической зоне полости, а на втором переходе формуют листовые заготовки наполнителя, при соблюдении условия
S_o < h^** < S_o + 4 ρ ,
где h_** - высота технологической зоны по контуру расположения граничного шва в наполнителе, мм,
S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм,
ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм;
одновременно рабочую среду подают в полости между листовыми заготовками наполнителя и в полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя с созданием перепада давления в указанных полостях, соответствующего одновременной формовке листовых заготовок наполнителя и обшивки;
осуществляют регламентированный отвод рабочей среды из полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя;
первый этап изготовления конструкции осуществляют за три перехода, причем на первом переходе полость между листовыми заготовками обшивки и наполнителя вакуумируют, рабочую среду подают с созданием давления в полости между листовыми заготовками наполнителя, на втором переходе рабочую среду подают с созданием давления в полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя при сохранении давления рабочей среды в полости между листовыми заготовками наполнителя;
рабочую среду подают в полость между листовыми заготовками наполнителя с обеспечением скорости деформации листовых заготовок на один или два порядка выше скорости сверхпластической деформации до получения в любом из нормальных сечений формируемого полуфабриката длины листовой заготовки обшивки равной длине по образующей полости полуматрицы в этом же сечении;
на одном из переходов первого этапа осуществляют формовку листовых заготовок наполнителя подачей рабочей среды в полость между ними, на последующем переходе рабочую среду подают с созданием давления с внешней стороны листовых заготовок обшивки при сохранении давления рабочей среды в полости между листовыми заготовками наполнителя;
на первом переходе первого этапа осуществляют формовку листовых заготовок наполнителя подачей рабочей среды в полость между ними до получения в угловых зонах ячеек радиуса
R>ρ,
где ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм, на втором переходе давление рабочей среды создают с внешней стороны листовых заготовок обшивки при сохранении давления рабочей среды в полости между листовыми заготовками наполнителя, на третьем переходе продолжают формовку листовых заготовок наполнителя подачей рабочей среды в полость между ними;
листовые заготовки обшивки выбирают с размером зерен меньше размера зерен в листовых заготовках наполнителя.The task is also solved if:
the temperature of Ti is 550 ^o C;
for the manufacture of a structure of height H >> h _min , where h _min = S _o + 4 ρ, S _o is the total thickness of the sheet blanks, mm, ρ is the limiting radius of molding of the sheet blank of the filler, mm, at the second stage, the deformation is carried out by the working medium supplied into the inner cavity of the semi-finished product until the design is obtained, at that, filler blanks with a grain size of d ≅ 1 μm are selected, the first stage is carried out in the temperature range T ₁ - (T ₁ +150 ^o C), and the second - (T ₁ +200 ^o C ) - T _p.p. ;
for the manufacture of a structure of height H >> h _min , where h _min = S _o + 4 ρ, S _o is the total thickness of the sheet blanks, mm, ρ is the limiting radius of molding of the sheet blank of the filler, mm, at the second stage, the deformation is carried out by the working medium supplied into the inner cavity of the semi-finished product until the design is obtained, at that, filler blanks with a grain size d of about 5 μm are selected, the first stage is carried out in the temperature range (T ₁ +150 ^o C) - (T ₁ +250 ^o C), and the second - ( T ₁ +300 ^o C) - T _p.p. ;
for the manufacture of structures with a height of H> h _min , where h _min = S _o + 4 ρ, S _o is the total thickness of the sheet blanks, mm, ρ is the limiting radius of molding of the sheet blank of the filler, mm, at the second stage, the deformation is carried out by the working medium supplied to the internal cavity of the semi-finished product until the design is obtained, at that, filler blanks with a grain size of d ≅ 1 μm are selected, the first stage is carried out in the temperature range T ₁ ... (T ₁ +200 ^o C), and the second - (T ₁ +250 ^o C) ... T _p.p. ;
for the manufacture of structures with a height of H> h _min , where h _min = S _o + 4 ρ, S _o is the total thickness of the sheet blanks, mm, ρ is the limiting radius of molding of the sheet blank of the filler, mm, at the second stage, the deformation is carried out by the working medium supplied to the internal cavity of the semi-finished product until the design is obtained, at that, filler blanks with a grain size d of about 5 μm are selected, the first stage is carried out in the temperature range (T ₁ +150 ^o C) - (T ₁ +250 ^o C), and the second - (T ₁ +350 ^o C) - T _p.p. ;
in the manufacture of designs with a convex surface, the semi-finished product is performed with a flat surface;
in the manufacture of a semi-finished product with a height equal to the height of the structure, at the second stage, the sheet blanks joined during molding are deformed by applying an external tensile load with a degree of deformation ε = 3-5% in the temperature range (T ₁ +350 ^o C) - T _{p.p .} in this case, sheet blanks of the filler with grain size d ≅ 1 μm are selected, and at the first stage molding is performed in the temperature range (T ₁ +175 ^o C) ... (T ₁ +250 ^o C);
in the manufacture of a cylindrical structure with longitudinal stiffeners, an external tensile load is applied on opposite sides of the semi-finished product with the direction of its action coinciding with the direction of the ribs;
use sheet preforms of the lining of titanium intermetallic with a grain size of d ≅ 5 μm, and select sheet preforms of a filler with a grain size of d ≅ 1 μm, at the first stage, form sheet preforms of a filler in the temperature range T ₁ - (T ₁ +200 ^o C) and on the second - (T ₁ +350 ^o C) - T _p.p. ;
use sheet preforms of casing made of heat-resistant titanium alloy, and select sheet preforms of filler with grain size d ≅ 1 μm, at the first stage, form blanks of filler in the temperature range T ₁ - (T ₁ +200 ^o C), and at the second - ( T ₁ +350 ^o C) - T _p.p. ;
use sheet blanks of casing with a lamellar type of microstructure, and select sheet blanks of filler with grain size d ≅ 1 μm, at the first stage they form sheet blanks of filler in the temperature range T ₁ - (T ₁ +200 ^o C), and at the second - ( T ₁ +350 ^o C) - T _p.p. ;
use sheet blanks of sheathing with a grain size exceeding by an order of magnitude the grain size in sheet blanks of the filler;
filler sheet preforms are joined by welds with the formation of a cast zone with a value of not more than 0.7 thickness of the filler sheet preform;
the temperature in the second stage is cyclically changed by the value of ± Δ, where Δ choose 50 - 100 ^o C;
carry out a decrease in temperature by cooling the working medium supplied to the inner cavity of the semi-finished product;
the joined surfaces of the sheet blanks are preliminarily subjected to cold deformation with a degree that provides riveting to a depth of at least 2d, where d is the grain size in the sheet blank, μm;
the joined surfaces of the sheet blanks are pretreated with the creation of a relief with a height of about 0.1 mm, while the sheet blank is taken with a grain size d ≅ 1 μm;
the area of the sheet blanks is selected taking into account the formation of the technological zone, the sheet blanks of the filler are connected by welds according to a given pattern over the entire area, then the package of sheet blanks of the sheathing and the filler is sealed, and at the first stage, the sheet blanks of the sheathing and the filler are formed to form a technological zone with a height h ^* selected from the condition
S _o <h ^* <S _o +2 ρ
where S _o - the total thickness of the sheet blanks, mm;
ρ is the limiting radius of the molding of the sheet blank of the filler, mm;
the area of the sheet blanks is selected taking into account the formation of the technological zone, the sheet blanks of the filler are connected by welds according to a given pattern that intersect the boundary of the technological zone along which the sheet blanks of the filler are connected by a boundary weld, then the package of sheet blanks of sheathing and filler is sealed, at the first stage at the first transition, sheet sheathing blanks are formed to form cavities in the technological zone, and at the second transition, sheet blanks are formed lnitelya, subject to conditions
S _o <h ^** <S _o + 4 ρ,
where h _** - the height of the technological zone along the contour of the location of the boundary seam in the filler, mm,
S _o - the total thickness of the sheet blanks, mm,
ρ is the limiting radius of the molding of the sheet blank of the filler, mm;
at the same time, the working medium is fed into the cavity between the sheet blanks of the filler and in the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler with the creation of a pressure drop in the indicated cavities corresponding to the simultaneous formation of the sheet blanks of the filler and the lining;
carry out regulated discharge of the working medium from the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler;
the first stage of fabrication of the structure is carried out in three transitions, and at the first transition, the cavity between the sheet blanks of the sheathing and the filler is evacuated, the working medium is supplied with pressure in the cavity between the sheet blanks of the filler, at the second transition, the working medium is fed with the creation of pressure in the cavity between the sheet blanks of the sheathing and filler while maintaining the pressure of the working medium in the cavity between the sheet blanks of the filler;
the working medium is fed into the cavity between the sheet blanks of the filler with the speed of deformation of the sheet blanks being one or two orders of magnitude higher than the speed of superplastic deformation until the length of the sheet blank of the sheathing is equal to the length along the generatrix of the half-matrix in the same section in any of the normal sections of the formed semi-finished product;
at one of the transitions of the first stage, the filler blanks are molded by feeding the working medium into the cavity between them; at the next transition, the working medium is fed with the creation of pressure from the outside of the sheathing blanks while maintaining the working medium pressure in the cavity between the filler blanks;
at the first transition of the first stage, the sheet blanks of the filler are molded by supplying a working medium into the cavity between them until radius cells are obtained in the corner zones
R> ρ,
where ρ is the limiting molding radius of the filler sheet preform, mm, at the second transition, the pressure of the working medium is created from the outside of the sheathing blanks while maintaining the pressure of the working medium in the cavity between the filler blanks, at the third transition, the molding of the filler blanks is continued by feeding the working medium into the cavity between them;
sheathing sheet blanks are selected with a grain size smaller than the grain size in the filler sheet blanks.

при изготовлении четырехслойной конструкции листовую заготовку обшивки сгибают пополам, а место сгиба используют для получения элемента поверхности изготавливаемой конструкции. in the manufacture of a four-layer structure, the sheet blank of the skin is bent in half, and the place of the bend is used to obtain a surface element of the fabricated structure.

Приведем доказательства и обоснования необходимости и достаточности признаков предлагаемого способа для решения поставленной задачи. We give evidence and justification for the necessity and sufficiency of the signs of the proposed method for solving the problem.

При сверхпластической формовке многослойной ячеистой конструкции твердофазное соединение между листовыми заготовками образуется в определенной последовательности. Первоначальный контакт возникает в центральной части ячейки в точке соприкосновения купола, отформованного из листовой заготовки наполнителя, с листовой заготовкой обшивки. В процессе формовки площадь контакта увеличивается в направлении к угловым зонам ячейки. В самый последний момент контакт образуется в угловых зонах ячейки. Другой особенностью формовки ячеистых конструкций является то, что в направлении от центра к угловым зонам ячеек, схема напряженно-деформированного состояния постепенно приближается к одноосной, а степень деформации зон соединения стремится к нулю. Образование твердофазного соединения принято рассматривать, как процесс, протекающий в три стадии: физический контакт, активация поверхности и объемное взаимодействие. Поскольку условия образования твердофазного соединения на различных участках ячеистой конструкции не одинаковы, в готовой конструкции присутствуют области, в которых образование твердофазного соединения осталось незавершенным. Как было отмечено выше, в известных решениях контролируется только процесс формовки из условия обеспечения сверхпластической деформации листовых заготовок. При этом в процессе формирования твердофазного соединения его различные участки подвергаются неконтролируемой деформации. During superplastic molding of a multilayer cellular structure, a solid-phase connection between sheet blanks is formed in a certain sequence. Initial contact occurs in the central part of the cell at the point of contact of the dome, molded from the sheet blank of the filler, with the sheet blank of the skin. During molding, the contact area increases toward the corner zones of the cell. At the very last moment, contact is formed in the corner zones of the cell. Another feature of molding cellular structures is that in the direction from the center to the corner zones of the cells, the stress-strain state scheme gradually approaches uniaxial, and the degree of deformation of the connection zones tends to zero. The formation of a solid-phase compound is usually considered as a process proceeding in three stages: physical contact, surface activation, and volume interaction. Since the conditions for the formation of a solid-phase compound in different parts of the cellular structure are not the same, there are areas in the finished structure in which the formation of the solid-phase compound remains incomplete. As noted above, in known solutions, only the molding process is controlled from the condition of providing superplastic deformation of sheet blanks. Moreover, during the formation of a solid-phase compound, its various sections undergo uncontrolled deformation.

Известно, что твердофазное соединение заготовок из сверхпластичных материалов, полученное при СП деформации, может достигать прочности на уровне основного материала. Качество соединения зависит от степени деформации, размера зерен и температуры. При этом образование качественного твердофазного соединения главным образом определяется развитием зернограничного проскальзывания (ЗГП), являющегося основным механизмом СП деформации. Экспериментальные результаты показывают, что в результате ЗГП происходит увеличение интенсивности диффузионных потоков, активация поверхности, ее освобождение от оксидной пленки, искривление границы раздела, зеренное заполнение пор и исчезновение последних в зоне соединения. Причем для получения качественного соединения заготовок достаточно, чтобы интенсивное развитие ЗГП происходило в одной из соединяемых заготовок. It is known that the solid-phase connection of blanks from superplastic materials obtained by SP deformation can achieve strength at the level of the base material. The quality of the joint depends on the degree of deformation, grain size and temperature. Moreover, the formation of a high-quality solid-phase compound is mainly determined by the development of grain-boundary slippage (CGP), which is the main mechanism of SP deformation. Experimental results show that, as a result of HGP, there is an increase in the intensity of diffusion fluxes, activation of the surface, its release from the oxide film, curvature of the interface, grain filling of pores and the disappearance of the latter in the joint zone. Moreover, to obtain a high-quality connection of the workpieces, it is enough that the intensive development of the CGP occurs in one of the connected workpieces.

При создании изобретения было установлено, что в процессе формовки на поверхности заготовки за счет ЗГП происходит ее активация и образование микрорельефа (шероховатости). В процессе формирования твердофазного соединения созданный микрорельеф обусловливает интенсивность протекания единичных актов ЗГП, в результате которых происходит устранение дефектов соединения. Последнее достигается при определенных значениях степени деформации соединенных заготовок и зависит от размера зерен. Однако из-за особенностей формовки ячеистых конструкций необходимая деформация за счет ЗГП на всех участках соединения отсутствует. When creating the invention, it was found that in the process of molding on the surface of the workpiece due to the CHP, it is activated and the formation of microrelief (roughness). In the process of formation of a solid-phase compound, the created microrelief determines the intensity of the occurrence of individual CHP events, as a result of which the defects of the compound are eliminated. The latter is achieved at certain values of the degree of deformation of the connected workpieces and depends on the grain size. However, due to the peculiarities of molding cellular structures, the required deformation due to HGP is absent in all areas of the joint.

Сущность изобретения заключается в том, что полученное в результате формовки твердофазное соединение подвергают контролируемой деформации, которая обеспечивает устранение дефектов соединения за счет ЗГП. Это достигается разделением стадий процесса получения твердофазного соединения путем изготовления конструкции за несколько этапов. Формовку осуществляют до получения полуфабриката со сформированными ячейками с образованием, по крайней мере, физического контакта между соединяемыми поверхностями листовых заготовок. При этом сформированной ячейкой полуфабриката является ячейка, радиус в угловой зоне которой соответствует заданному в ячейке готовой конструкции. Обычно радиус задают равным предельному радиусу формовки. На одном из последующих этапов осуществляют деформирование соединенных в процессе формовки листовых заготовок со степенью деформации ε>ε_min, где ε_min - минимальная степень деформации, %, необходимая для реализации зернограничного проскальзывания в зоне соединения. Необходимым условием при этом является выбор размера зерен в листовых заготовках и температурных интервалов этапов. Предложен широкий температурный интервал T₁ - T_п.п.. Нижний предел соответствует пороговой температуре, при которой возможна диффузионная аккомодация ЗГП, а следовательно, и возможность осуществления как сверхпластической формовки листовых заготовок, так и физического контакта между соединяющимися поверхностями листовых заготовок. Для титановых сплавов эта температура совпадает с температурой старения закаленных титановых сплавов. Выше температуры полного полиморфного превращения T_п.п. происходит интенсивный рост зерен β - фазы, приводящий к выходу титановых сплавов из сверхпластичного состояния.The essence of the invention lies in the fact that the solid-phase compound obtained as a result of molding is subjected to controlled deformation, which ensures the elimination of defects in the connection due to HGP. This is achieved by separating the stages of the process of obtaining a solid-phase compound by manufacturing the structure in several stages. The molding is carried out to obtain a semi-finished product with the formed cells with the formation of at least physical contact between the connected surfaces of the sheet blanks. In this case, the formed semi-finished cell is a cell whose radius in the corner zone corresponds to that specified in the finished construction cell. Typically, the radius is set equal to the limiting radius of the molding. At one of the subsequent stages, the sheet billets connected during the molding process are deformed with the degree of deformation ε> ε _min , where ε _min is the minimum degree of deformation,%, necessary to realize grain boundary slippage in the joint zone. A prerequisite for this is the choice of grain size in the sheet blanks and the temperature ranges of the steps. A wide temperature range T ₁ - T _{pp has been} proposed _. . The lower limit corresponds to the threshold temperature at which diffuse accommodation of the CGP is possible, and therefore the possibility of both superplastic forming of sheet blanks and physical contact between the connecting surfaces of the sheet blanks is possible. For titanium alloys, this temperature coincides with the aging temperature of hardened titanium alloys. Above the temperature of complete polymorphic transformation T _p.p. intensive growth of β-phase grains occurs, leading to the release of titanium alloys from the superplastic state.

При выборе листовых заготовок с субмикронным размером зерен формовка может быть осуществлена при значительно более низких температурах, чем в известных решениях [1, 2]. На первом этапе выбирают температуру, необходимую для образования физического контакта. На втором этапе выбирают температуру, достаточную для образования твердофазного соединения. Такое смещение по температуре позволяет сохранить определенную стабильность размера зерен, обеспечивающих интенсивное развитие ЗГП. When choosing sheet blanks with a submicron grain size, molding can be carried out at much lower temperatures than in the known solutions [1, 2]. At the first stage, the temperature necessary for the formation of physical contact is selected. In a second step, a temperature sufficient to form a solid phase compound is selected. Such a shift in temperature allows you to maintain a certain grain size stability, ensuring the intensive development of HRP.

При ε>ε_min запас по степени деформации позволяет на втором этапе за счет интенсивного развития ЗГП завершить образование твердофазного соединения при меньшей степени активации соединяемой поверхности на первом этапе. При этом можно ослабить требования к размеру зерен в листовых заготовках или выбрать температуру, позволяющую осуществить на первом этапе образование только физического контакта.For ε> ε _{min, the} margin in the degree of deformation allows, at the second stage, due to the intensive development of the HRP, completion of the formation of a solid-phase compound with a lower degree of activation of the joined surface at the first stage. In this case, it is possible to relax the requirements for grain size in sheet blanks or to select a temperature that allows only physical contact to be formed at the first stage.

При ε=ε_min листовые заготовки выбирают с размером зерен ближе к субмикронному, при этом первый этап осуществляют в температурном интервале, позволяющем осуществить, как активацию соединяющихся поверхностей листовых заготовок, так и сохранить размер зерен в заготовках для проведения деформации второго этапа за счет ЗГП.At ε = ε _min, sheet blanks are selected with a grain size closer to submicron, while the first stage is carried out in the temperature range, which allows both the activation of the connecting surfaces of the sheet blanks and the grain size in the blanks to be deformed for the second stage due to HRP.

Варьируя размерами зерен в листовых заготовках, температурными условиями деформирования и степенями деформации, можно осуществить изготовление многослойных ячеистых конструкций с гарантированно высоким качеством соединения при оптимальных экономических затратах для его обеспечения. By varying the grain sizes in the sheet blanks, the temperature conditions of deformation and the degrees of deformation, it is possible to produce multilayer cellular structures with guaranteed high quality joints with optimal economic costs to ensure it.

Таким образом, совокупность признаков изобретения, приведенная в независимом пункте формулы изобретения, позволяет решить поставленную задачу. Кроме этого, предложенные условия образования качественного твердофазного соединения, выбор размера зерен в исходных заготовках и температуры в широком интервале, а также разделение процессов формовки и образования твердофазного соединения, в качестве признаков изобретения, характеризуют последнее как техническое решение обладающее новизной и неочевидностью. Thus, the set of features of the invention given in the independent claim, allows to solve the problem. In addition, the proposed conditions for the formation of a high-quality solid-phase compound, the choice of grain size in the initial preforms and the temperature in a wide range, as well as the separation of the processes of molding and the formation of a solid-phase compound, as features of the invention, characterize the latter as a technical solution with novelty and non-obviousness.

Сущность изобретения далее конкретизируется и дополняется следующим образом. The invention is further elaborated and supplemented as follows.

Температура T₁ для титановых сплавов составляет в среднем 550^oC.The temperature T ₁ for titanium alloys averages 550 ^o C.

При изготовлении конструкции высотой H на первом этапе осуществляют формовку рабочей средой под регулируемым давлением до получения полуфабриката со сформированными ячейками с образованием, по крайней мере, физического контакта между соединяемыми поверхностями листовых заготовок. По этим условиям теоретически нижний предел высоты полуфабриката ограничен значением минимальной высоты h_min, определяемой из соотношения: h_min = S_o + 4ρ , где S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм, ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм. Реальная высота полуфабриката зависит от дополнительных условий, таких как отсутствие утяжин, допустимое утонение ребер и т.д.In the manufacture of a structure of height H at the first stage, the working medium is molded under controlled pressure to obtain a semi-finished product with formed cells with the formation of at least physical contact between the joined surfaces of the sheet blanks. Under these conditions, theoretically, the lower limit of the height of the semi-finished product is limited by the value of the minimum height h _min , determined from the relation: h _min = S _o + 4ρ, where S _o is the total thickness of the sheet blanks, mm, ρ is the limiting radius of molding of the sheet blank of the filler, mm. The actual height of the semi-finished product depends on additional conditions, such as the absence of weights, the permissible thinning of the ribs, etc.

На втором этапе деформирование полуфабриката осуществляют рабочей средой, подаваемой в его внутреннюю полость до получения конструкции. Такой путь осуществления деформации на втором этапе представляется наиболее простым. At the second stage, the semi-finished product is deformed by a working medium supplied to its internal cavity until a structure is obtained. This way of implementing deformation at the second stage seems to be the simplest.

В зависимости от конкретной величины разности между высотой конструкции H и минимальной высотой полуфабриката h_min возможны варианты выбора размера зерен в листовых заготовках и температурных интервалов этапов деформирования:
При H >> h_min, если в листовых заготовках размер зерен d ≅ 1 мкм, запас по степени деформации позволяет осуществить формовку при пониженной температуре. Более низкая температура позволяет ограничить рост зерен в целом, сохранить исходные свойства материала, повысить стойкость штампового инструмента, снизить его стоимость за счет использования более дешевых материалов, ограничиться использованием защитной атмосферы вместо глубокого вакуума.Depending on the specific value of the difference between the construction height H and the minimum height of the semi-finished product h _min, there are possible options for choosing the grain size in sheet blanks and the temperature intervals of the deformation stages:
At H >> h _min , if the grain size in sheet blanks is d лист 1 μm, the margin in the degree of deformation allows molding at a low temperature. The lower temperature allows you to limit the growth of grains as a whole, maintain the original properties of the material, increase the durability of the punch tool, reduce its cost through the use of cheaper materials, limit the use of a protective atmosphere instead of a deep vacuum.

При H >> h_min, если границы температурных интервалов первого и второго этапов сместить в область более высоких температур, это позволит использовать листовые заготовки с размером зерен d около 5 мкм, что соответствует структурному состоянию промышленного проката.At H >> h _min , if the boundaries of the temperature ranges of the first and second stages are shifted to a higher temperature region, this will allow the use of sheet blanks with a grain size d of about 5 μm, which corresponds to the structural state of industrial steel.

При H > h_min, в условиях ограниченной возможности использования деформационного фактора, для достижения эквивалентной степени активации соединяющихся поверхностей дополнительно используют температурный фактор. Если выбран размер зерен d ≅ 1 мкм, необходимым становится расширение температурного интервала первого этапа и повышение температуры второго этапа.At H> h _min , in conditions of limited possibility of using the deformation factor, in order to achieve an equivalent degree of activation of the connecting surfaces, the temperature factor is additionally used. If the grain size d ≅ 1 μm is chosen, it becomes necessary to expand the temperature interval of the first stage and increase the temperature of the second stage.

При H > h_min, если выбран размер зерен d около 5 мкм, это требует дальнейшего смещения границ температурных интервалов первого и второго этапов в область еще более высоких температур.For H> h _min , if the grain size d is chosen to be about 5 μm, this requires a further shift of the boundaries of the temperature ranges of the first and second stages to the region of even higher temperatures.

При изготовлении конструкции с выпуклой поверхностью полуфабрикат выполняют с плоской поверхностью, что предотвращает появление утяжин. При этом высота полуфабриката может быть выбрана близкой к теоретической, что обеспечит выполнение условия ε≥ε_min.
При изготовлении конструкции высотой, равной высоте полуфабриката, деформацию на втором этапе невозможно осуществить по наиболее простой схеме. Рекомендуется произвести деформирование соединенных в процессе формовки листовых заготовок посредством приложения внешней растягивающей нагрузки. При такой схеме достаточны незначительные степени деформации, если выбран размер зерен d ≅ 1 мкм и формовку осуществляют при температурах обеспечивающих по крайней мере активацию соединяющихся поверхностей. Причем, чем меньшая степень деформации в указанном интервале может быть выбрана, тем более высокой выбирают температуру в указанных интервалах, как для первого, так и для второго этапа.In the manufacture of designs with a convex surface, the semi-finished product is made with a flat surface, which prevents the appearance of sagging. Moreover, the height of the semi-finished product can be chosen close to theoretical, which will ensure that the condition ε≥ε _min .
In the manufacture of structures with a height equal to the height of the semi-finished product, deformation at the second stage cannot be carried out according to the simplest scheme. It is recommended to deform the sheet blanks joined during the molding process by applying an external tensile load. With such a scheme, insignificant degrees of deformation are sufficient if the grain size d ≅ 1 μm is selected and molding is carried out at temperatures providing at least activation of the connecting surfaces. Moreover, the smaller the degree of deformation in the indicated interval can be selected, the higher the temperature is selected in the indicated intervals for both the first and second stages.

При изготовлении цилиндрической конструкции с продольными ребрами жесткости внешнюю растягивающую нагрузку рекомендуется прикладывать по противоположным сторонам полуфабриката. In the manufacture of a cylindrical structure with longitudinal stiffeners, an external tensile load is recommended to be applied on opposite sides of the semi-finished product.

В случае использования листовых заготовок обшивки из интерметаллида титана, из жаропрочного титанового сплава, из титанового сплава с пластинчатым типом микроструктуры, в зоне соединения возникает градиент концентрации по легирующим элементам, что интенсифицирует развитие ЗГП в зоне твердофазного соединения. Этот эффект значим, когда в листовых заготовках наполнителя зерен размер d ≅ 1 мкм. Рекомендуется при подготовке пакета листовые заготовки обшивки разнести. Кроме того, рекомендуется выбирать листовые заготовки из интерметаллида титана с размером зерен d ≅ 5 мкм. Указанные приемы расширяют технологические возможности способа и, как результат, - повышают эксплуатационные характеристики конструкции. In the case of using sheet blanks of sheathing from titanium intermetallic, from heat-resistant titanium alloy, from titanium alloy with a lamellar type of microstructure, a concentration gradient over alloying elements occurs in the joint zone, which intensifies the development of HRP in the zone of solid-phase compound. This effect is significant when d ≅ 1 μm in grain blanks of grain filler. When preparing the package, it is recommended to spread the sheet blanks of the casing. In addition, it is recommended to choose sheet blanks from titanium intermetallic with a grain size d ≅ 5 μm. These techniques expand the technological capabilities of the method and, as a result, increase the operational characteristics of the structure.

Выполнение сварных швов наполнителя с образованием литой зоны величиной не более 0,7 толщины листовой заготовки наполнителя позволяет повысить пластичность материала листовых заготовок на этом участке и уменьшить утонение ребер. Это важно при деформации полуфабриката на втором этапе. The implementation of filler welds with the formation of a cast zone with a value of not more than 0.7 of the thickness of the filler sheet billet allows to increase the ductility of the sheet billet material in this section and to reduce the thinning of the ribs. This is important for the deformation of the semi-finished product in the second stage.

Циклическое изменение температуры на втором этапе позволяет активизировать процесс ЗГП. The cyclic change in temperature in the second stage allows you to activate the process of HGP.

Понижение температуры наиболее оптимально осуществлять посредством охлаждения рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката. It is most optimal to lower the temperature by cooling with a working medium supplied to the internal cavity of the semi-finished product.

Предварительный наклеп на глубину не менее 2d обеспечит в процессе формовки образование мелкозернистого слоя на поверхности листовых заготовок, что сделает возможным индивидуальное проскальзывание зерен, приводящее к образованию однородного микрорельефа и равномерному распределению очагов схватывания на соединяемых поверхностях. Preliminary hardening to a depth of not less than 2d will ensure the formation of a fine-grained layer on the surface of sheet blanks during molding, which will allow individual slipping of grains, leading to the formation of a uniform microrelief and uniform distribution of the foci of adhesion on the joined surfaces.

Предварительное создание рельефа высотой около 0,1 мм обеспечит в процессе формовки локализацию ЗГП в приповерхностном слое. The preliminary creation of a relief with a height of about 0.1 mm will ensure the localization of the CGP in the surface layer during molding.

Рекомендуется подвергать деформации и листовые заготовки обшивки. Это приводит к развитию ЗГП в материале обшивки, созданию поверхностного микрорельефа, способствует активизации поверхности листовых заготовок обшивки, что обеспечит условия для интенсивного протекания ЗГП в зоне соединения. Экономически целесообразно отвод рабочей среды из полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя осуществлять с помощью технологической зоны. Здесь возможны два случая, когда сварные швы, образующие рисунок наполнителя, проходят через технологическую зону и листовые заготовки наполнителя формуются в этой зоне, и когда существует граничный сварной шов, пересекающий швы, образующие рисунок наполнителя, и запрещающий формовку листовых заготовок наполнителя в технологической зоне. При выборе высоты технологической зоны учитывают предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, в первом случае, чтобы обеспечить гарантированный отвод рабочей среды, а во втором случае, чтобы предотвратить разрыв листовой заготовки наполнителя. В последнем случае, использование граничного сварного шва улучшает условия отвода рабочей среды из полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя. It is recommended to subject deformations and sheet blanks to cladding. This leads to the development of CGP in the sheathing material, the creation of a surface microrelief, contributes to the activation of the surface of the sheet blanks of the casing, which will provide conditions for the intensive flow of the CGP in the joint zone. It is economically feasible to discharge the working medium from the cavity between the sheet blanks of the sheathing and the filler using the technological zone. Two cases are possible here, when the welds forming the filler pattern pass through the technological zone and the filler sheet blanks are formed in this zone, and when there is a boundary weld that intersects the seams forming the filler pattern and prohibiting the formation of filler sheet blanks in the technological zone. When choosing the height of the technological zone, the limiting radius of molding of the filler sheet billet is taken into account, in the first case, to ensure guaranteed removal of the working medium, and in the second case, to prevent rupture of the filler sheet billet. In the latter case, the use of a boundary weld improves the conditions for the removal of the working medium from the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler.

Перепад давления при одновременной подаче рабочей среды в полость между листовыми заготовками обшивки и наполнителя и в полость между листовыми заготовками наполнителя обеспечивает одновременную формовку листовых заготовок. В этом случае листовые заготовки наполнителя формуются в условиях противодавления, тормозящего развитие поверхностного микрорельефа. При этом характер микрорельефа и соответствующая ему шероховатость соединяющихся поверхностей листовых заготовок наполнителя и обшивки становятся соизмеримыми, что уменьшает размер образующихся микронесплошностей в зоне соединения. The pressure drop while feeding the working medium into the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler and into the cavity between the sheet blanks of the filler provides the simultaneous formation of sheet blanks. In this case, the sheet blanks of the filler are formed under conditions of backpressure, which inhibits the development of the surface microrelief. At the same time, the nature of the microrelief and the corresponding roughness of the connecting surfaces of the sheet blanks of the filler and the sheathing become comparable, which reduces the size of the formed micro-discontinuities in the joint zone.

Посредством регламентированного отвода рабочей среды из полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя можно создать прослойку рабочей среды между соединяемыми поверхностями листовых заготовок наполнителя и обшивки и, тем самым, целенаправленно обеспечить на первом этапе только достижение физического контакта. В результате выравниваются стартовые условия для образования соединения на втором этапе. Кроме того, уменьшается степень разнотолщинности в ячейках конструкции. By means of a regulated removal of the working medium from the cavity between the sheet blanks of the sheathing and the filler, it is possible to create a layer of the working medium between the connected surfaces of the sheet blanks of the filler and the sheath and, thereby, purposefully ensure only physical contact at the first stage. As a result, the starting conditions for the formation of the compound in the second stage are equalized. In addition, the degree of thickness variation in the structural cells is reduced.

Прижим листовых заготовок обшивок к листовым заготовкам наполнителя путем вакуумирования полости между ними и их совместная формовка рабочей средой, подаваемой в полость между листовыми заготовками наполнителя, приводит к образованию криволинейной границы соединения. На втором этапе искривленная граница соединения способствует локализации деформации в зоне соединения за счет ЗГП. Время совместной формовки выбирается из условия избежания утяжин на поверхности полуфабриката. The pressing of the sheet blanks of the skin to the sheet blanks of the filler by evacuating the cavity between them and their joint molding by the working medium supplied into the cavity between the sheet blanks of the filler leads to the formation of a curved connection boundary. At the second stage, the curved boundary of the joint contributes to the localization of deformation in the joint zone due to HRP. The time of joint molding is selected from the condition of avoiding sagging on the surface of the semi-finished product.

Вышеуказанный эффект можно усилить использованием скоростей деформации выше скорости сверхпластической деформации за счет увеличения местного утонения. The above effect can be enhanced by using strain rates higher than the rate of superplastic deformation by increasing local thinning.

Использование такого приема как подача рабочей среды с созданием давления с внешней стороны обшивки позволит осуществить деформацию листовой заготовки обшивки в полости, образованные листовыми заготовками наполнителя в угловых зонах ячеек. Это создает криволинейную границу соединения в угловых зонах ячеек. The use of such a technique as supplying a working medium with the creation of pressure from the outer side of the casing will allow deformation of the sheet billet of the casing in the cavity formed by the sheet billet of the filler in the corner zones of the cells. This creates a curved connection boundary in the corner zones of the cells.

Если вышеуказанный прием осуществить в момент получения в угловых зонах ячеек радиуса R >ρ, то в процессе формовки листовых заготовок наполнителя до достижения предельного значения радиуса формовки уже на первом этапе в угловых зонах будет происходить дополнительная деформация соединенных листовых заготовок. If the above trick is carried out at the time of receipt in the corner zones of cells of radius R> ρ, then during the molding of the blanks of the filler to reach the limit value of the radius of the molding, already at the first stage in the corner zones there will be additional deformation of the joined blanks.

Выбор листовых заготовок обшивки с меньшим размером зерен обеспечит большую степень деформации соединяемых листовых заготовок и более полное заполнение полостей, образованных листовыми заготовками наполнителя в угловых зонах ячеек. The choice of sheathing sheet blanks with a smaller grain size will provide a greater degree of deformation of the joined sheet blanks and more complete filling of the cavities formed by the filler sheet blanks in the corner zones of the cells.

При изготовлении четырехслойной конструкции предлагается листовую заготовку обшивку сгибать пополам, а место сгиба использовать для получения элемента поверхности изготавливаемой конструкции, например, кромки лопатки. Такой прием, в отличие от получения кромки сваркой, расширяет технологические возможности изготовления и повышает эксплуатационные свойства конструкции. In the manufacture of a four-layer structure, it is proposed to bend the sheathing sheet in half, and use the bend place to obtain a surface element of the structure to be made, for example, the edge of the blade. Such a technique, in contrast to obtaining an edge by welding, expands the technological capabilities of manufacturing and increases the operational properties of the structure.

Изобретение поясняется графическими материалами. The invention is illustrated in graphic materials.

На фиг. 1 показана схема изготовления многослойной ячеистой конструкции: а) - начальное положение, б) - формовка листовых заготовок наполнителя, в) - полуфабрикат со сформированными ячейками, г) - деформирование полуфабриката, д). готовая конструкция. In FIG. Figure 1 shows the manufacturing scheme of a multilayer cellular structure: a) - initial position, b) - molding of sheet blanks of the filler, c) - semi-finished product with formed cells, d) - deformation of the semi-finished product, e). finished construction.

На фиг. 2 показана схема изготовления многослойной ячеистой конструкции с формовкой листовых заготовок обшивки: а) - начальное положение, б)- формовка листовых заготовок обшивки, в) - формовка листовых заготовок наполнителя, г) - деформирование полуфабриката, д) - готовая конструкция. In FIG. Figure 2 shows the manufacturing scheme of a multilayer cellular structure with the molding of sheet sheathing blanks: a) - the initial position, b) - forming of sheet sheathing blanks, c) - forming of sheet filler blanks, d) - deformation of the semi-finished product, e) - finished design.

На фиг. 3 показана схема выполнения технологической зоны: а) - положение листовых заготовок перед формовкой, б) - положение листовых заготовок после формовки, в) - разрез по A-A на фиг. 3б. In FIG. 3 shows a diagram of the technological zone: a) the position of the sheet blanks before molding, b) the position of the sheet blanks after molding, c) a section along A-A in FIG. 3b.

На фиг. 4 показана схема выполнения технологической зоны с граничным сварным швом. In FIG. 4 shows a design diagram of a process zone with a boundary weld.

На фиг. 5 показана схема установки листовых заготовок для формовки полуфабриката при изготовлении конструкции "корпус цилиндрический". In FIG. 5 shows a diagram of the installation of sheet blanks for forming a semi-finished product in the manufacture of a "cylindrical body" design.

На фиг. 6 приведена схема деформирования полуфабриката внешней растягивающей нагрузкой при изготовлении конструкции "корпус цилиндрический". In FIG. 6 shows a diagram of the deformation of a semi-finished product by an external tensile load in the manufacture of a "cylindrical body" design.

На фиг. 7 показана угловая зона ячейки полуфабриката: а) - после подачи рабочей среды с созданием давления с внешней стороны обшивки, когда R = ρ, б) - после подачи рабочей среды с созданием давления с внешней стороны обшивки, когда R > ρ , в) - после завершения формовки листовых заготовок наполнителя, когда R = ρ, г) - без подачи рабочей среды с внешней стороны обшивки. In FIG. Figure 7 shows the angular zone of the semifinished product cell: a) after supplying the working medium with the creation of pressure from the outside of the casing, when R = ρ, b) - after supplying the working medium with creating pressure from the external side of the casing, when R> ρ, c) - after the completion of forming the sheet blanks of the filler, when R = ρ, g) - without supplying a working medium from the outside of the casing.

На фиг. 8 показана схема установки пакета для формовки полуфабриката при изготовлении конструкции "крыло". In FIG. 8 shows a diagram of an installation of a bag for forming a semi-finished product in the manufacture of a wing structure.

На фиг. 9 представлена фотография фрагмента конструкции "крыло". In FIG. 9 is a photograph of a fragment of a wing structure.

На фиг. 10 представлена фотография фрагмента конструкции "панель плоская". In FIG. 10 is a photograph of a “panel panel” design fragment.

На фиг. 11 представлена фотография конструкции "корпус цилиндрический". In FIG. 11 is a photograph of a cylindrical housing structure.

На фиг. 12 представлена фотография фрагмента конструкции "панель плоская" с наполнителем из титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V) и обшивкой из интерметаллида TiAl ( γ - алюминид титана) стехиометрического состава. In FIG. 12 is a photograph of a fragment of the “panel flat” design with a filler made of VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V) and a lining made of TiAl intermetallic (γ - titanium aluminide) of stoichiometric composition.

На фиг. 13 представлена фотография микроструктуры зоны твердофазного соединения обшивки и наполнителя (поверхность соединения расположена горизонтально) конструкции "панель плоская" из субмикрокристаллического титанового сплава ВТ14 (Ti-4.5Al-3Mo-1V). In FIG. 13 is a photograph of the microstructure of the solid-phase joint zone of the sheathing and filler (the joint surface is horizontal) of the "panel" design of the VT14 submicrocrystalline titanium alloy (Ti-4.5Al-3Mo-1V).

На фиг. 14 представлена фотография микроструктуры зоны твердофазного соединения (поверхность соединения расположена горизонтально) обшивки (крупнозернистая структура пластинчатого типа) и наполнителя (микрокристаллическая структура глобулярного типа) конструкции "панель плоская" при использовании исходных заготовок титанового сплава ВТ14 (Ti-4,5Al-3Mo-1V) с различным типом структуры. In FIG. Figure 14 shows a photograph of the microstructure of the solid-phase joint zone (the joint surface is horizontal) of the sheathing (coarse-grained structure of the plate type) and the filler (microcrystalline structure of the globular type) of the flat panel design using the initial blanks of the VT14 titanium alloy (Ti-4,5Al-3Mo-1V ) with a different type of structure.

На фиг. 15 представлена фотография микроструктуры зоны твердофазного соединения обшивки и наполнителя (поверхность соединения расположена горизонтально) конструкции "панель плоская" из субмикрокристаллического титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V). In FIG. 15 is a photograph of the microstructure of the solid-phase joint zone of the sheathing and filler (the joint surface is horizontal) of the "panel" design made of submicrocrystalline titanium alloy VT6 (Ti-6Al-4V).

На фиг. 16 представлена фотография микроструктуры зоны твердофазного соединения обшивки и наполнителя (поверхность соединения расположена горизонтально) конструкции "панель плоская" из микрокристаллического титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V). In FIG. 16 is a photograph of the microstructure of the zone of the solid-phase connection of the casing and the filler (the connection surface is horizontal) of the flat panel structure made of VT6 microcrystalline titanium alloy (Ti-6Al-4V).

Листовые заготовки наполнителя 1, 2 (фиг. 1) соединены по заданному рисунку сварными швами 3 и герметизирующим сварным швом 4. Листовые заготовки наполнителя 1, 2 размещены между листовыми заготовками обшивки 5, 6. Позициями 7 и 8 обозначены полуматрицы, 9 и 10 - вставки. Позицией 11 обозначен полуфабрикат высотой h, мм, расположенный между полуматрицами 12 и 13. Позицией 14 обозначена готовая конструкция высотой H. Стрелками обозначено действие давления рабочей среды. The sheet blanks of the filler 1, 2 (Fig. 1) are connected according to the given pattern by welds 3 and the sealing weld 4. The sheet blanks of the filler 1, 2 are placed between the sheet blanks of the casing 5, 6. Half-matrices are indicated by positions 7 and 8, 9 and 10 - insertion. Position 11 denotes the semi-finished product with a height of h, mm, located between the semi-matrices 12 and 13. Position 14 denotes the finished structure with a height of H. The arrows indicate the effect of the pressure of the working medium.

На фиг. 2 герметизирующим сварным швом 15 соединены листовые заготовки наполнителя 1, 2 и обшивки 5, 6, расположенные между полуматрицами 16, 17. In FIG. 2, a sealing weld 15 is connected to the sheet blanks of the filler 1, 2 and the casing 5, 6, located between the semi-matrices 16, 17.

На фиг. 3 позицией 18 обозначены дополнительные полости, выполненные в полуматрицах 16, 17, между которыми расположены листовые заготовки суммарной толщиной S_o. После формовки технологическая зона 19 имеет высоту h^*. В технологической зоне расположены газопроводящие пути 20, образованные листовыми заготовками, ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя.In FIG. 3, 18 denotes additional cavities made in semi-matrices 16, 17, between which sheet blanks with a total thickness S _{o are located} . After molding, the process zone 19 has a height h ^* . In the technological zone there are gas-conducting paths 20 formed by sheet blanks, ρ is the limiting radius of molding of the sheet blank of the filler.

На фиг. 4 позицией 21 обозначен граничный сварной шов, позицией 22 - отверстие для сообщения полостей между листовыми заготовками обшивки и наполнителя. После формовки технологическая зона 23 имеет высоту h^**.In FIG. 4, numeral 21 denotes a boundary weld, and numeral 22 denotes an opening for communicating cavities between sheet blanks of the skin and filler. After molding, the process zone 23 has a height h ^** .

На фиг. 5 цилиндрические заготовки наполнителя 24, 25 соединены герметизирующим сварным швом 26 и размещены между цилиндрическими заготовками обшивки 27, 28. Заготовки расположены между цилиндрическими полуматрицами 29, 30 и зажаты в кольцевые захваты 31, 32. Захваты прикреплены соответственно к подвижной верхней плите 33 и неподвижной нижней плите 34. Верхняя плита 33 находится в крайнем нижнем положении. In FIG. 5, cylindrical filler blanks 24, 25 are connected by a sealing weld seam 26 and placed between the cylindrical blanks of the sheathing 27, 28. The blanks are located between the cylindrical half-matrices 29, 30 and are clamped into the ring grippers 31, 32. The grips are attached respectively to the movable top plate 33 and the fixed lower plate 34. The upper plate 33 is in its lowest position.

На фиг. 6 полуфабрикат 35 расположен между цилиндрическими полуматрицами 29, 30, зажат в кольцевые захваты 31, 32. Верхняя плита 33 вместе с захватом 31 находятся в верхнем положении. Стрелкой показано направление усилия растяжения P. In FIG. 6, the semi-finished product 35 is located between the cylindrical semi-matrices 29, 30, and is clamped in the annular grippers 31, 32. The upper plate 33 together with the gripper 31 are in the upper position. The arrow shows the direction of tensile force P.

На фиг. 7 показана угловая зона ячейки полуфабриката 11, радиус листовой заготовки наполнителя в угловой зоне равен R. In FIG. 7 shows the corner zone of the cell of the semi-finished product 11, the radius of the sheet blank of the filler in the corner zone is R.

На фиг. 8 листовая заготовка наполнителя 36 со сварными швами 37 собрана в пакет с листовой заготовкой обшивки 38. Листовые заготовки соединены герметичным сварным швом 39. Пакет листовых заготовок установлен между полуматрицами 40, 41. In FIG. 8, a sheet blank of filler 36 with welds 37 is assembled in a bag with a sheet blank of sheathing 38. Sheet blanks are connected by a hermetic weld seam 39. A pack of sheet blanks is installed between the half-matrices 40, 41.

Способ осуществляется следующим образом. Форма и размеры готовой конструкции, а также материал и толщина исходных листовых заготовок являются заданными параметрами. Процесс изготовления конструкции разбивают на два этапа. На первом этапе формовкой листовых заготовок должен быть получен полуфабрикат со сформированными ячейками. Исходя из этих условий, задают возможные размеры полуфабриката. При выборе размеров полуфабриката руководствуются минимальной высотой полуфабриката h_min, мм, отношением h_min к высоте готовой конструкции, учитывают такие условия, как отсутствие утяжин, допустимое утонение ребер и т.д.The method is as follows. The shape and dimensions of the finished structure, as well as the material and thickness of the original sheet blanks, are predetermined parameters. The manufacturing process of the structure is divided into two stages. At the first stage, by forming sheet blanks, a semi-finished product with formed cells should be obtained. Based on these conditions, set the possible size of the semi-finished product. When choosing the size of the semi-finished product, they are guided by the minimum height of the semi-finished product h _min , mm, the ratio of h _min to the height of the finished structure, take into account conditions such as the absence of weights, permissible thinning of the ribs, etc.

Соответственно размерам полуфабриката и готовой конструкции определяют ряд значений степени деформации ε %, соединенных в процессе формовки листовых заготовок. Величина ε может быть определена по изменению общей толщины листовых заготовок в месте их соединения из соотношения: ε = [(s₁-s₂)/s₁] x100%, где s₁ - толщина листовых заготовок в месте соединения в полуфабрикате, мм, s₂ - толщина листовых заготовок в месте соединения в готовой конструкции, мм. Для вычисления ε используют методы математического, моделирования или результаты формовки опытных образцов.According to the size of the semi-finished product and the finished structure, a number of values of the degree of deformation ε% are determined, which are connected in the process of forming sheet blanks. The value of ε can be determined by changing the total thickness of the sheet blanks at the junction from the relation: ε = [(s ₁ -s ₂ ) / s ₁ ] x100%, where s ₁ is the thickness of the sheet blanks at the junction in the semi-finished product, mm, s ₂ - the thickness of the sheet blanks at the junction in the finished structure, mm To calculate ε using mathematical methods, modeling or the results of the molding of prototypes.

Выбрав листовые заготовки с определенным размером зерен d, мкм, выбирают температуры каждого этапа из интервала температур T₁ - T_п.п., где T₁ - температура в пределах температуры старения закаленных титановых сплавов, ^oC, T_п.п. - температура полного полиморфного превращения титанового сплава, ^oC. При этом температура первого этапа должна обеспечить формовку листовых заготовок наполнителя до образования по крайней мере физического контакта между соединяемыми поверхностями листовых заготовок обшивки и наполнителя. Далее в соответствии с размером зерен в листовых заготовках после первого этапа и температурой второго этапа находят ряд значений минимальной степени деформации ε_min, %, необходимой для реализации зернограничного проскальзывания в зоне соединения. Например, величину ε_min принимают равной степени деформации, соответствующей переходу к установившейся стадии СП-деформации на кривой зависимости σ = f(ε), которую находят экспериментально или с использованием математического моделирования на основании известных справочных данных.Selecting sheet blanks with a specific grain size d, microns, choose the temperature of each stage from the temperature range T ₁ - T _p.p. where T ₁ - temperature within the aging temperature of hardened titanium alloys, ^o C, T _p.p. - the temperature of the complete polymorphic transformation of the titanium alloy, ^o C. In this case, the temperature of the first stage should ensure the formation of the sheet blanks of the filler until at least physical contact is formed between the joined surfaces of the sheet blanks of the casing and the filler. Next, in accordance with the grain size in the sheet blanks after the first stage and the temperature of the second stage, a series of values of the minimum degree of deformation ε _min ,%, necessary for the implementation of grain-boundary slippage in the joint zone are found. For example, the value of ε _{min is} taken equal to the degree of deformation corresponding to the transition to the steady-state stage of the SP deformation on the dependence curve σ = f (ε), which is found experimentally or using mathematical modeling based on known reference data.

Выбор размера зерен в листовых заготовках и температур этапов с учетом размеров полуфабриката осуществляют до выполнения условия ε≥ε_min.
При выборе окончательных параметров технологического процесса руководствуются критерием экономической целесообразности.The choice of grain size in sheet blanks and stage temperatures, taking into account the size of the semi-finished product, is carried out until the condition ε≥ε _{min is} fulfilled.
When choosing the final parameters of the technological process are guided by the criterion of economic feasibility.

Листовые заготовки наполнителя 1, 2 (фиг. 1а) соединяют между собой по заданному рисунку контактной шовной сваркой прерывистыми или непрерывными швами 3 в зависимости от размеров ячейки. В случае формовки только листовых заготовок наполнителя, полость между листовыми заготовками наполнителя герметизируют по контуру сварным швом 4 и устанавливают трубопровод подачи рабочей среды в эту полость (не показан). Листовые заготовки наполнителя 1, 2 размещают между листовыми заготовками обшивки 4, 5, которые располагают между полуматрицами 7 и 8. Между листовыми заготовками обшивки и наполнителя устанавливают вставки 9 и 10. При этом размеры рабочей полости полуматриц 7 и 8 соответствуют размерам полуфабриката. Сборку нагревают до выбранной температуры. Формовку листовых заготовок наполнителя осуществляют рабочей средой под регулируемым давлением, обеспечивая скорость деформации листовых заготовок в режиме сверхпластичности (фиг. 1б). Под воздействием давления листовые заготовки наполнителя приобретают форму ячеек, диктуемую рисунком сварных швов 3. В процессе формовки каждая ячейка вступает в контакт с соседними ячейками и с листовыми заготовками обшивки. Формовку осуществляют до получения полуфабриката со сформированными ячейками (фиг. 1в). Температурный режим обеспечивает по крайней мере образование физического контакта между соединяемыми поверхностями листовых заготовок. Далее полуфабрикат деформируют до получения готовой конструкции любым способом, обеспечивающим степень деформации ε соединенных в процессе формовки листовых заготовок. Наиболее простым способом является формовка. Полуфабрикат 11 помещают между полуматрицами 12 и 13 (фиг. 1г). Размеры рабочей полости полуматриц 12 и 13 соответствуют размерам готовой конструкции. Деформирование осуществляют рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката до получения конструкции 14 (фиг. 1д). Температурный режим обеспечивает образование твердофазного соединения. Sheet blanks of the filler 1, 2 (Fig. 1A) are interconnected according to a given pattern by contact seam welding with intermittent or continuous seams 3 depending on the size of the cell. In the case of forming only the sheet blanks of the filler, the cavity between the sheet blanks of the filler is sealed along the contour with a weld seam 4 and a pipeline for supplying a working medium to this cavity (not shown) is installed. The sheet blanks of the filler 1, 2 are placed between the sheet blanks of the sheathing 4, 5, which are placed between the half-matrices 7 and 8. Between the sheet blanks of the sheathing and the filler, inserts 9 and 10 are installed. The dimensions of the working cavity of the half-matrices 7 and 8 correspond to the sizes of the semi-finished product. The assembly is heated to the selected temperature. The molding of the blanks of the filler is carried out by the working medium under controlled pressure, ensuring the rate of deformation of the blanks in the superplasticity mode (Fig. 1b). Under the influence of pressure, the sheet blanks of the filler take the form of cells dictated by the pattern of welds 3. During the molding process, each cell comes into contact with neighboring cells and with sheet blanks of the casing. The molding is carried out to obtain a semi-finished product with formed cells (Fig. 1B). The temperature regime provides at least the formation of physical contact between the joined surfaces of the sheet blanks. Next, the semi-finished product is deformed to obtain the finished structure in any way that provides the degree of deformation ε of the sheet blanks connected during the molding process. The easiest way is molding. Semi-finished product 11 is placed between the semi-matrices 12 and 13 (Fig. 1d). The dimensions of the working cavity of the semi-matrices 12 and 13 correspond to the dimensions of the finished structure. The deformation is carried out by the working medium supplied to the inner cavity of the semi-finished product to obtain the structure 14 (Fig. 1e). The temperature regime provides the formation of a solid-phase compound.

Оба этапа могут быть осуществлены в одном штамповом инструменте за счет использования сменных вставок или раздвижных полуматриц (не показаны). Both stages can be carried out in one stamping tool through the use of interchangeable inserts or sliding half-matrices (not shown).

Возможность осуществления изобретения поясняется примерами. The possibility of carrying out the invention is illustrated by examples.

Пример 1. Example 1

Изготавливают плоскую четырехслойную панель высотой 20 мм с размерами ячейки 40х40 мм. Материал листовых заготовок - титановый сплав ВТ14 (Ti-4,5Al-3Mo-1V). Температура полного полиморфного превращения данного сплава T_п.п. = 930^oC. Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 7.2 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.0 мм. Полуфабрикат выполняют высотой h = 10 мм. При этом степень деформации ε = 20%. Выбрав листовые заготовки с размером зерен 0.3 мкм, температуру формовки на первом этапе 550^oC, температуру деформирования на втором этапе 750^oC, находят величину ε_min= 7,5%.
Наполнитель изготовляют из двух листовых заготовок 1,2 (фиг. 1а), которые соединяют прерывистыми сварными швами 3 по заданному рисунку в соответствии с размером ячейки по всей площади. Полость между листовыми заготовками наполнителя герметизируют сварным швом 4 и устанавливают трубопровод для подачи рабочей среды в эту полость. На дно рабочих полостей полуматриц 7, 8 устанавливают листовые заготовки обшивки 5, 6. Между листовыми заготовками обшивки при помощи вставок 9, 10 располагают соединенные листовые заготовки наполнителя. Глубина рабочей полости полуматриц равна 5 мм. Рабочей средой является аргон. Полости полуматриц заполняют аргоном для защиты листовых заготовок от окисления. Давление газа 0.1 МПа. Сборку нагревают до температуры 550^oC. Газ подают в полость между листовыми заготовками наполнителя, обеспечивая скорость деформации листовых заготовок 5•10^-4 с^-1. Максимальное давление 4.0 МПа. С начала формовки листовых заготовок наполнителя выход газа из рабочей полости полуматриц делают свободным. По окончании формовки сборку охлаждают. Полученный полуфабрикат 11 (фиг. 1г) устанавливают в полуматрицы 12, 13, которые имеют глубину рабочей полости 10 мм. После нагрева сборки до температуры 750^oC газ подают во внутреннюю полость полуфабриката, обеспечивая скорость деформации 5•10^-4 с^-1. Максимальное давление 4.0 МПа. После выдержки под давлением 4.0 МПа в течение 5.4•10³ с сборку охлаждают и извлекают готовую конструкцию 14. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено. На фиг. 13 представлена микроструктура зоны твердофазного соединения наполнителя и обшивки конструкции "панель плоская".A flat four-layer panel with a height of 20 mm is made with a mesh size of 40x40 mm. The material of sheet blanks is VT14 titanium alloy (Ti-4,5Al-3Mo-1V). The temperature of the complete polymorphic transformation of this alloy T _p.p. = 930 ^o C. The thickness of the sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 7.2 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.0 mm. The semi-finished product is performed with a height of h = 10 mm. Moreover, the degree of deformation ε = 20%. Choosing sheet blanks with a grain size of 0.3 μm, the molding temperature in the first stage 550 ^o C, the deformation temperature in the second stage 750 ^o C, find the value ε _min = 7.5%.
The filler is made of two sheet blanks 1,2 (Fig. 1A), which are connected by intermittent welds 3 according to a given pattern in accordance with the size of the cell over the entire area. The cavity between the sheet blanks of the filler is sealed with a weld 4 and a pipe is installed to supply the working medium to this cavity. At the bottom of the working cavities of the semi-matrices 7, 8, sheet blanks of the casing 5, 6 are installed. Between the sheet blanks of the cladding using inserts 9, 10 are connected sheet blanks of the filler. The depth of the working cavity of the half-matrix is 5 mm. The working medium is argon. Half-matrix cavities are filled with argon to protect sheet blanks from oxidation. Gas pressure 0.1 MPa. The assembly is heated to a temperature of 550 ^o C. Gas is supplied into the cavity between the sheet blanks of the filler, providing a speed of deformation of the sheet blanks of 5 • 10 ^-4 s ^-1 . The maximum pressure is 4.0 MPa. From the beginning of the formation of sheet blanks of the filler, the gas exit from the working cavity of the semi-matrices is made free. After molding, the assembly is cooled. The resulting semi-finished product 11 (Fig. 1d) is installed in the semi-matrix 12, 13, which have a working cavity depth of 10 mm After heating the assembly to a temperature of 750 ^o C, the gas is fed into the inner cavity of the semi-finished product, providing a strain rate of 5 • 10 ^-4 s ^-1 . The maximum pressure is 4.0 MPa. After exposure to a pressure of 4.0 MPa for 5.4 • 10 ³ s, the assembly is cooled and the finished structure is removed 14. No pores were found in the metallographic study of the zone of solid-phase connection. In FIG. 13 shows the microstructure of the solid-phase joint zone of the filler and the skin of the "panel flat" design.

Пример 2. Example 2

Изготавливают плоскую четырехслойную панель высотой 20 мм с размерами ячейки 40х40 мм. Материал листовых заготовок наполнителя - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V). Температура полного полиморфного превращения данного сплава T_п.п. = 960^oC. Материал листовых заготовок обшивки - интерметаллид TiAl ( γ - алюминид титана) стехиометрического состава. Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 9.2 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.5 мм. Полуфабрикат выполняют высотой h = 15 мм. При этом степень деформации ε = 10%. Размер зерен в листовых заготовках наполнителя 0.8 мкм, размер зерен в листовых заготовках обшивки 3 мкм. Выбрав температуру формовки на первом этапе 700^oC, температуру деформирования на втором этапе 960^oC, находят величину ε_min= 5%. При изготовлении конструкции последовательность технологических операций такая же, как в примере 1. На фиг. 12 представлен фрагмент конструкции "панель плоская". При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено.A flat four-layer panel with a height of 20 mm is made with a mesh size of 40x40 mm. The material of the filler sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V). The temperature of the complete polymorphic transformation of this alloy T _p.p. = 960 ^o C. The material of the sheet blanks sheathing - TiAl intermetallic compound (γ - titanium aluminide) of stoichiometric composition. The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 9.2 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.5 mm. The semi-finished product is performed with a height of h = 15 mm. In this case, the degree of deformation is ε = 10%. The grain size in the sheet blanks of the filler is 0.8 μm, the grain size in the sheet blanks of the casing is 3 μm. Selecting the molding temperature in the first stage of 700 ^o C, the deformation temperature in the second stage of 960 ^o C, find the value of ε _min = 5%. In the manufacture of the structure, the sequence of technological operations is the same as in example 1. In FIG. 12 is a fragment of a panel-flat design. When metallographic study of the zone of solid-phase connection of pores was not found.

Пример 3. Example 3

Изготавливают плоскую четырехслойную ячеистую панель высотой 20 мм с размерами ячейки 40х40 мм. Материал листовых заготовок наполнителя - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V). Материал листовых заготовок обшивки - интерметаллид Ti₃Al( α₂ - алюминид титана) стехиометрического состава. Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 9.2 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.5 мм. Полуфабрикат выполняют высотой h = 15 мм. При этом степень деформации ε = 10%. Размер зерен в листовых заготовках наполнителя 0.8 мкм, размер зерен в листовых заготовках обшивки 1 мкм. Выбрав температуру формовки на первом этапе 700^oC, температуру деформирования на втором этапе 900^oC, находят величину ε_min= 5%. При изготовлении конструкции последовательность технологических операций такая же, как в примере 1. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено.A flat four-layer cellular panel with a height of 20 mm is made with a mesh size of 40x40 mm. The material of the filler sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V). The material for sheet sheathing blanks is Ti ₃ Al intermetallic (α ₂ - titanium aluminide) of stoichiometric composition. The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 9.2 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.5 mm. The semi-finished product is performed with a height of h = 15 mm. In this case, the degree of deformation is ε = 10%. The grain size in the sheet blanks of the filler is 0.8 μm, the grain size in the sheet blanks of the casing is 1 μm. Choosing the molding temperature in the first stage of 700 ^o C, the deformation temperature in the second stage of 900 ^o C, find the value of ε _min = 5%. In the manufacture of the structure, the sequence of technological operations is the same as in example 1. When metallographic study of the zone of solid-phase connection of pores was not found.

Пример 4. Example 4

Изготавливают плоскую четырехслойную ячеистую панель высотой 20 мм с размерами ячейки 40х40 мм. Материал листовых заготовок наполнителя - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V). Материал листовых заготовок обшивки - жаропрочный титановый сплав ВТ8 (Ti-6Al-3Mo). Толщина листовых заготовок 0,8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 9,2 мм, при S_o = 3,2 мм и ρ = 1,5 мм. Полуфабрикат выполняют высотой h = 15 мм. При этом степень деформации ε = 10%. Размер зерен в листовых заготовках наполнителя 0.8 мкм, размер зерен в листовых заготовках обшивки 0.5 мкм. Выбрав температуру формовки на первом этапе 700^oC, температуру деформирования на втором этапе 900^oC, находят величину ε_min= 5%. При изготовлении конструкции последовательность технологических операций такая же, как в примере 1. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено.A flat four-layer cellular panel with a height of 20 mm is made with a mesh size of 40x40 mm. The material of the filler sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V). The material of sheet sheathing blanks is heat-resistant titanium alloy VT8 (Ti-6Al-3Mo). The thickness of the sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 9.2 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.5 mm. The semi-finished product is performed with a height of h = 15 mm. In this case, the degree of deformation is ε = 10%. The grain size in the sheet blanks of the filler is 0.8 μm, the grain size in the sheet blanks of the casing is 0.5 μm. Choosing the molding temperature in the first stage of 700 ^o C, the deformation temperature in the second stage of 900 ^o C, find the value of ε _min = 5%. In the manufacture of the structure, the sequence of technological operations is the same as in example 1. When metallographic study of the zone of solid-phase connection of pores was not found.

Пример 5. Example 5

Изготавливают плоскую четырехслойную панель высотой 20 мм с размерами ячейки 40х40 мм. Материал листовых заготовок наполнителя - титановый сплав ВТ14 (Ti-4.5Al-3Mo-1V) с размером зерен 1.4 мкм. Материал листовых заготовок обшивки - титановый сплав ВТ14 (Ti-4.5Al- 3Mo-1V) с пластинчатым типом структуры и размером β - превращенных зерен 200 мкм. Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 8.0 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.2 мм. Выбирают высоту полуфабриката h = 15 мм. При этом степень деформации ε = 10%. Выбрав температуру формовки на первом этапе 700^oC, температуру деформирования на втором этапе 900^oC, находят величину ε_min= 7%. При изготовлении конструкции последовательность технологических операций такая же, как в примере 1. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено.A flat four-layer panel with a height of 20 mm is made with a mesh size of 40x40 mm. The material of the filler sheet blanks is VT14 titanium alloy (Ti-4.5Al-3Mo-1V) with a grain size of 1.4 μm. The material for sheet sheathing blanks is VT14 titanium alloy (Ti-4.5Al-3Mo-1V) with a plate-like structure and a β-converted grain size of 200 μm. The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 8.0 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.2 mm. The height of the semi-finished product h = 15 mm is chosen. In this case, the degree of deformation is ε = 10%. Choosing the molding temperature in the first stage of 700 ^o C, the deformation temperature in the second stage of 900 ^o C, find the value ε _min = 7%. In the manufacture of the structure, the sequence of technological operations is the same as in example 1. When metallographic study of the zone of solid-phase connection of pores was not found.

На фиг. 14 представлена микроструктура зоны твердофазного соединения наполнителя и обшивки конструкции "панель плоская". In FIG. 14 shows the microstructure of the zone of solid-phase connection of the filler and the skin of the "panel flat" design.

Пример 6. Example 6

Изготавливают плоскую четырехслойную панель высотой 20 мм с размерами ячейки 40х40 мм. Материал листовых заготовок наполнителя - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V) с размером зерен 0.4 мкм. Материал листовых заготовок обшивки - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V) с размером зерен 5 мкм. Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 8.0 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.2 мм. Полуфабрикат получают высотой h = 10 мм. При этом степень деформации ε = 20%. Выбрав температуру формовки на первом этапе 700^oC, температуру деформирования на втором этапе 850^oC, находят величину ε_min= 5%. При изготовлении конструкции последовательность технологических операций такая же, как в примере 1. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено.A flat four-layer panel with a height of 20 mm is made with a mesh size of 40x40 mm. The material of the filler sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V) with a grain size of 0.4 μm. The material for sheet sheathing blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V) with a grain size of 5 μm. The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 8.0 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.2 mm. Prefabricated receive a height of h = 10 mm Moreover, the degree of deformation ε = 20%. Selecting the molding temperature in the first stage of 700 ^o C, the deformation temperature in the second stage of 850 ^o C, find the value of ε _min = 5%. In the manufacture of the structure, the sequence of technological operations is the same as in example 1. When metallographic study of the zone of solid-phase connection of pores was not found.

Пример 7
Изготавливают выпуклую четырехслойную конструкцию с продольными ребрами жесткости. Максимальная высота - 25 мм, минимальная высота - 12 мм. Материал листовых заготовок - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V). Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 8.0 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.2 мм. Полуфабрикат получают плоской формы высотой h = 10 мм. При этом степень деформации ε составляет от 7 до 25%. Выбрав листовые заготовки с размером зерен 1 мкм, температуру формовки на первом этапе 750^oC, температуру деформирования на втором этапе 850^oC, находят величину ε_min= 7%.
При изготовлении полуфабриката последовательность технологических операций такая же, как в примере 1. Полученный полуфабрикат помещают в полуматрицы. Рабочая полость имеет форму готовой конструкции. После нагрева сборки до температуры 850^oC газ подают во внутреннюю полость полуфабриката, обеспечивая скорость деформации 10^-3 с^-1. Максимальное давление 3.0 МПа. После выдержки под давлением 3.0 МПа в течение 5.4•10³ с сборку охлаждают и извлекают готовую конструкцию. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено.Example 7
A convex four-layer structure with longitudinal stiffening ribs is made. The maximum height is 25 mm, the minimum height is 12 mm. The material of sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V). The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 8.0 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.2 mm. Prefabricated receive a flat shape with a height of h = 10 mm Moreover, the degree of deformation ε is from 7 to 25%. Selecting sheet blanks with a grain size of 1 μm, the molding temperature in the first stage 750 ^o C, the deformation temperature in the second stage 850 ^o C, find the value ε _min = 7%.
In the manufacture of the semi-finished product, the sequence of technological operations is the same as in example 1. The resulting semi-finished product is placed in semi-matrix. The working cavity has the form of a finished structure. After heating the assembly to a temperature of 850 ^° C., gas is supplied to the internal cavity of the semi-finished product, providing a strain rate of 10 ⁻³ s ⁻¹ . The maximum pressure is 3.0 MPa. After exposure to a pressure of 3.0 MPa for 5.4 • 10 ³ s, the assembly is cooled and the finished structure is removed. When metallographic study of the zone of solid-phase connection of pores was not found.

Пример 8. Example 8

Изготавливают плоскую четырехслойную панель высотой 10 мм с размерами ячейки 30х30 мм. Материал листовых заготовок - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V). Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 8 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.2 мм. Полуфабрикат получают высотой h = 8 мм. При этом степень деформации ε = 8%. Выбрав листовые заготовки с размером зерен 0.6 мкм, температуру формовки на первом этапе 700^oC, температуру деформирования на втором этапе 800^oC находят величину ε_min= 5%.
Площадь листовых заготовок выбирают с учетом образования с одной стороны технологической зоны шириной 20 мм. Наполнитель изготовляют из двух листовых заготовок 1,2 (фиг. 2а), которые соединяют прерывистыми
сварными швами 3 по заданному рисунку, который наносят на всю площадь. Поверхности листовых заготовок наполнителя подвергают зачистке вращающейся щеткой, выполненной из углеродистой стали, с созданием рельефа высотой 0.05 мм. Скорость вращения 12 об/с. Наполнитель собирают с листовыми заготовками обшивки 5, 6 в пакет и герметизируют по контуру сварным швом 15. С помощью сварки устанавливают трубопровод подачи рабочей среды в полость между листовыми заготовками наполнителя и трубопроводы подачи рабочей среды в полость междулистовыми заготовками обшивки и наполнителя, которые размещают в технологической зоне (не показаны). Для формовки на первом этапе используют полуматрицы 16, 17, глубина рабочих полостей которых равна 4 мм. Кроме того, в полуматрицах с одной стороны рабочих полостей выполняют дополнительные полости 18 шириной 20 мм и глубиной 1 мм (фиг. 3а). Полуматрицы изготавливают из аустенитной нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Пакет листовых заготовок помещают в полуматрицы 16, 17 так, чтобы технологическая зона находилась между дополнительными полостями 18. Сборку нагревают до температуры 700^oC. Рабочей средой является аргон. Первый этап осуществляют за три перехода. На первом переходе полость между листовыми заготовками обшивки и наполнителя вакуумируют до давления 10 - 1 Па. Для этого используют трубопроводы подачи рабочей среды в эту полость. Газ подают в полость между листовыми заготовками наполнителя, обеспечивая скорость деформации 10^-2 с^-1. Максимальное давление 3.5 МПа. Совместную формовку проводят в течение 900 с, чтобы избежать появления утяжин на поверхности полуфабриката. На втором переходе газ подают в полость между листовыми заготовками обшивки и наполнителя, обеспечивая скорость деформации 10^-3 с^-1. Максимальное давление 3.0 МПа. При этом давление газа в полости между листовыми заготовками наполнителя сохраняют равным 1.0 МПа. Листовые заготовки обшивки принимают форму рабочих и дополнительных полостей полуматриц. По окончании формовки обшивки давление в полостях между листовыми заготовками обшивки и наполнителя снимают, а трубопроводы подачи рабочей среды в эти полости используют для отвода газа, вытесняемого при формовке листовых заготовок наполнителя. На третьем переходе продолжают формовку листовых заготовок наполнителя. Газ подают в полость между ними, обеспечивая скорость деформации 10^-3 с^-1. Максимальное давление 4.0 МПа. В процессе формовки листовых заготовок наполнителя газ вытесняется из полостей между наполнителем и обшивкой через газопроводящие пути 20 (фиг. 3, в), образующиеся над сварными швами 3 в технологической зоне 19 (фиг. 3, б). Далее сборку охлаждают. Полученный полуфабрикат 11 (фиг. 2, г) помещают в полуматрицы 12, 13, которые имеют глубину рабочих полостей 5 мм. После нагрева сборки до температуры 800^oC газ подают во внутреннюю полость полуфабриката, обеспечивая скорость деформации 5•10^-3 с^-1. Максимальное давление 4.0 МПа. После выдержки под давлением 4.0 МПа в течение 5.4•10³ с сборку охлаждают и извлекают готовую конструкцию. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор и границы раздела не обнаружено.A four-layer flat panel 10 mm high with a cell size of 30x30 mm is made. The material of sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V). The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 8 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.2 mm. Prefabricated receive a height of h = 8 mm In this case, the degree of deformation is ε = 8%. Having chosen sheet blanks with a grain size of 0.6 μm, the molding temperature in the first stage is 700 ^° C, and the deformation temperature in the second stage of 800 ^° C, ε _min = 5% is found.
The area of sheet blanks is chosen taking into account the formation on one side of the technological zone with a width of 20 mm The filler is made of two sheet blanks 1,2 (Fig. 2A), which are intermittent
welds 3 according to a given pattern, which is applied to the entire area. The surface of the filler blanks is subjected to cleaning with a rotating brush made of carbon steel, with the creation of a relief with a height of 0.05 mm. Rotational speed 12 r / s. The filler is collected with sheet blanks of sheathing 5, 6 into a bag and sealed along the contour with a weld seam 15. Using welding, the pipeline for supplying the working medium to the cavity between the sheet blanks of the filler and the pipelines for supplying the working medium to the cavity between the sheet blanks of the sheathing and the filler are placed in the technological zone (not shown). For molding at the first stage, semi-matrices 16, 17 are used, the depth of the working cavities of which is 4 mm. In addition, in the semi-matrices, on one side of the working cavities, additional cavities 18 are made with a width of 20 mm and a depth of 1 mm (Fig. 3a). Semi-matrices are made of austenitic stainless steel 12X18H10T. A package of sheet blanks is placed in the semi-matrix 16, 17 so that the technological zone is between the additional cavities 18. The assembly is heated to a temperature of 700 ^o C. The working medium is argon. The first stage is carried out in three transitions. At the first transition, the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler is evacuated to a pressure of 10 - 1 Pa. For this, pipelines for supplying a working medium to this cavity are used. Gas is supplied into the cavity between the sheet blanks of the filler, providing a strain rate of 10 ^-2 s ^-1 . The maximum pressure is 3.5 MPa. Joint molding is carried out for 900 s to avoid the appearance of sagging on the surface of the semi-finished product. At the second transition, gas is supplied into the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler, providing a strain rate of 10 ⁻³ s ⁻¹ . The maximum pressure is 3.0 MPa. In this case, the gas pressure in the cavity between the sheet blanks of the filler is kept equal to 1.0 MPa. Sheathing blanks take the form of working and additional cavities of semi-matrices. At the end of the cladding molding, the pressure in the cavities between the sheet blanks of the cladding and the filler is removed, and the pipelines for supplying the working medium to these cavities are used to exhaust the gas displaced during the molding of the blanks of the filler. At the third transition, the forming of filler sheet blanks is continued. Gas is supplied into the cavity between them, providing a strain rate of 10 ⁻³ s ⁻¹ . The maximum pressure is 4.0 MPa. In the process of forming sheet filler blanks, gas is displaced from the cavities between the filler and the sheathing through gas paths 20 (Fig. 3, c) formed above the welds 3 in the process zone 19 (Fig. 3, b). Next, the assembly is cooled. The resulting semi-finished product 11 (Fig. 2, d) is placed in the semi-matrix 12, 13, which have a working cavity depth of 5 mm After heating the assembly to a temperature of 800 ^o C, the gas is fed into the inner cavity of the semi-finished product, providing a strain rate of 5 • 10 ^-3 s ^-1 . The maximum pressure is 4.0 MPa. After exposure to a pressure of 4.0 MPa for 5.4 • 10 ³ s, the assembly is cooled and the finished structure is removed. When metallographic study of the zone of solid-phase connection of pores and the interface is not found.

На фиг. 15 представлена микроструктура зоны твердофазного соединения наполнителя и обшивки конструкции "панель плоская". In FIG. 15 shows the microstructure of the zone of solid-phase connection of the filler and the skin of the "panel flat" design.

Пример 9. Example 9

Изготавливают плоскую четырехслойную панель высотой 25 мм с размерами ячейки 40х40 мм. Материал листовых заготовок - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V). Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 11.2 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 2 мм. Полуфабрикат получают высотой h = 15 мм. При этом степень деформации ε = 20%. Выбрав листовые заготовки с размером зерен 5 мкм, температуру формовки на первом этапе 750^oC, температуру деформирования на втором этапе 850^oC, находят величину ε_min= 10%.
Площадь листовых заготовок выбирают с учетом образования с одной стороны технологической зоны шириной 20 мм. Наполнитель изготовляют из двух листовых заготовок 1, 2 (фиг. 2а), которые соединяют прерывистыми сварными швами 3 по заданному рисунку в соответствии с размером ячейки, пересекающими границу технологической зоны. Режим сварки прерывистыми швами задают таким, чтобы максимальный диаметр литой зоны в поперечном сечении сварного соединения листовых заготовок наполнителя был равен 0.55 мм. Кроме того, по границе технологической зоны листовые заготовки наполнителя соединяют граничным сварным швом 21 (фиг. 4). В центре технологической зоны выполняют сквозное отверстие 22. Листовые заготовки наполнителя 1, 2 собирают с листовыми заготовками обшивки 5, 6 в пакет и герметизируют по контуру сваркой 15. С помощью сварки устанавливают трубопровод подачи рабочей среды в полость между листовыми заготовками наполнителя и трубопровод подачи рабочей среды в полость между листовыми заготовками обшивки и наполнителя, который размещают в технологической зоне (на фиг. не показаны).A flat four-layer panel with a height of 25 mm and a cell size of 40x40 mm is made. The material of sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V). The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 11.2 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 2 mm. Prefabricated receive a height of h = 15 mm Moreover, the degree of deformation ε = 20%. Choosing sheet blanks with a grain size of 5 μm, the molding temperature in the first stage 750 ^o C, the deformation temperature in the second stage 850 ^o C, find the value ε _min = 10%.
The area of sheet blanks is chosen taking into account the formation on one side of the technological zone with a width of 20 mm The filler is made of two sheet blanks 1, 2 (Fig. 2a), which are connected by intermittent welds 3 according to a given pattern in accordance with the size of the cell crossing the boundary of the technological zone. The intermittent weld mode is set so that the maximum diameter of the cast zone in the cross section of the welded joint of the filler blanks is 0.55 mm. In addition, along the border of the technological zone, the sheet blanks of the filler are connected by a boundary weld 21 (Fig. 4). A through hole 22 is made in the center of the technological zone. The filler blanks 1, 2 are assembled with the sheet blanks of the sheathing 5, 6 into a bag and sealed along the contour by welding 15. Using the welding, the pipeline for supplying the working medium to the cavity between the sheet blanks of the filler and the working feed pipeline medium into the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler, which is placed in the technological zone (not shown in Fig.).

Для формовки на первом этапе используют полуматрицы, глубина рабочей полости которых равна 6 мм. Кроме того, в полуматрицах с одной стороны рабочих полостей выполняют дополнительные полости 18 (фиг. 3,а) шириной 20 мм и глубиной 2.5 мм. Полуматрицы изготавливают из аустенитной нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Пакет листовых заготовок помещают в полуматрицы 16, 17 так, чтобы граничный шов 21 находился между дополнительными полостями. Сборку нагревают до температуры 750^oC. Рабочей средой является аргон. Для формовки листовых заготовок обшивки газ подают в полость между листовыми заготовками обшивки и наполнителя, обеспечивая скорость деформации 10^-4 с^-1. Максимальное давление 1.7 МПа. Листовые заготовки обшивки принимают форму рабочих и дополнительных полостей полуматриц. В технологической зоне 23 образуются две полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя, сообщающиеся за счет отверстия 22. По окончании формовки обшивки давление в полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя снимают, а трубопровод подачи рабочей среды в эту полость используют для отвода газа, вытесняемого из этой полости при формовке листовых заготовок наполнителя.For molding at the first stage, semi-matrices are used, the depth of the working cavity of which is 6 mm. In addition, in the semi-matrices on one side of the working cavities, additional cavities 18 (Fig. 3a) are made with a width of 20 mm and a depth of 2.5 mm. Semi-matrices are made of austenitic stainless steel 12X18H10T. A package of sheet blanks is placed in the semi-matrix 16, 17 so that the boundary seam 21 is between the additional cavities. The assembly is heated to a temperature of 750 ^o C. the Working medium is argon. For molding sheet sheathing blanks, gas is supplied into the cavity between the sheathing sheet blanks and filler, providing a strain rate of 10 ⁻⁴ s ⁻¹ . The maximum pressure is 1.7 MPa. Sheathing blanks take the form of working and additional cavities of semi-matrices. In the technological zone 23, two cavities are formed between the sheet blanks of the sheathing and filler, communicating through the hole 22. After the molding of the sheath is formed, the pressure in the cavity between the sheet blanks of the sheathing and the filler is removed, and the pipeline for supplying the working medium to this cavity is used to remove gas displaced from this cavity when forming the sheet blanks of the filler.

Для формовки листовых заготовок наполнителя газ подают в полость между ними, обеспечивая скорость деформации 10^-4 с^-1. Максимальное давление 3.0 МПа. При повышении давления от 1.0 МПа отвод газа из полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя прекращают. При давлении 2.0 МПа выход газа делают свободным. Объем полостей технологической зоны обеспечивает полный сбор и гарантированный отвод вытесняемого газа при формовке листовых заготовок наполнителя. Далее сборку охлаждают. Полученный полуфабрикат 11 (фиг. 2г) помещают в полуматрицы 12, 13, которые имеют глубину рабочей полости 10 мм. После нагрева сборки до температуры 850^oC газ подают во внутреннюю полость полуфабриката, обеспечивая скорость деформации ε = 10^-4c^-1. Максимальное давление 3.5 МПа. После выдержки под давлением 3.5 МПа в течение 3.6•10³ с сборку охлаждают и извлекают готовую конструкцию. Фрагмент конструкции "панель плоская" представлен на фиг. 10. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено. На фиг. 16 представлена фотография микроструктуры зоны твердофазного соединения наполнителя и обшивки конструкции "панель плоская". Прочность на сдвиг твердофазного соединения при 20^oC составила 500 МПа. Сдвиговая прочность при 20^oC контрольного образца из сплава ВТ6 составила 500 МПа.To form sheet filler blanks, gas is supplied into the cavity between them, providing a strain rate of 10 ⁻⁴ s ⁻¹ . The maximum pressure is 3.0 MPa. When the pressure rises from 1.0 MPa, gas removal from the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler is stopped. At a pressure of 2.0 MPa, the gas outlet is made free. The volume of the cavities of the technological zone ensures the complete collection and guaranteed removal of the displaced gas during the formation of sheet blanks of the filler. Next, the assembly is cooled. The resulting semi-finished product 11 (Fig. 2d) is placed in the semi-matrix 12, 13, which have a working cavity depth of 10 mm After heating the assembly to a temperature of 850 ^o C, the gas is fed into the inner cavity of the semi-finished product, providing a strain rate of ε = 10 ^-4 s ^-1 . The maximum pressure is 3.5 MPa. After holding under pressure of 3.5 MPa for 3.6 • 10 ³ s, the assembly is cooled and the finished structure is removed. A fragment of the panel-flat design is shown in FIG. 10. When metallographic examination of the zone of solid-phase connection of pores was not found. In FIG. 16 is a photograph of the microstructure of the solid-phase joint zone of the filler and the skin of the “panel flat” design. The shear strength of the solid phase compound at 20 ^° C. was 500 MPa. Shear strength at 20 ^o C control sample of VT6 alloy was 500 MPa.

Пример 10. Example 10

Изготавливают плоскую четырехслойную панель высотой 12 мм с размерами ячейки 30х30 мм. Материал листовых заготовок - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V). Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 9.6 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.6 мм. Полуфабрикат выполняют высотой h = 10 мм. При этом степень деформации ε = 8%. Выбрав листовые заготовки с размером зерен 5 мкм, температуру формовки на первом этапе 800^oC, температуру деформирования на втором этапе 900^oC, находят величину ε_min= 7%.
Площадь листовых заготовок выбирают с учетом образования с одной стороны технологической зоны шириной 20 мм. Наполнитель изготовляют из двух листовых заготовок 1, 2 (фиг. 2,а), которые соединяют прерывистыми сварными швами 3 по заданному рисунку в соответствии с размером ячейки по всей площади. Наполнитель собирают с листовыми заготовками обшивки 5, 6 в пакет и герметизируют по контуру сварным швом 15. С помощью сварки устанавливают трубопровод подачи рабочей среды в полость между листовыми заготовками наполнителя и трубопроводы подачи рабочей среды в полость между листовыми заготовками обшивки и наполнителя, которые размещают в технологической зоне (не показаны).A four-layer flat panel is made 12 mm high with a cell size of 30x30 mm. The material of sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V). The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 9.6 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.6 mm. The semi-finished product is performed with a height of h = 10 mm. In this case, the degree of deformation is ε = 8%. Choosing sheet blanks with a grain size of 5 μm, the molding temperature in the first stage 800 ^o C, the deformation temperature in the second stage 900 ^o C, find the value ε _min = 7%.
The area of sheet blanks is chosen taking into account the formation on one side of the technological zone with a width of 20 mm The filler is made of two sheet blanks 1, 2 (Fig. 2, a), which are connected by intermittent welds 3 according to a given pattern in accordance with the size of the cell over the entire area. The filler is collected with sheet blanks of sheathing 5, 6 into a bag and sealed along the contour with a weld seam 15. Using welding, the pipeline for supplying the working medium to the cavity between the sheet blanks of the filler and the pipelines for supplying the working medium to the cavity between the sheet blanks of the sheathing and the filler are placed in process area (not shown).

Для формовки на первом этапе используют полуматрицы 16, 17, глубина рабочей полости которых равна 5 мм. Кроме того, в полуматрицах с одной стороны рабочих полостей выполняют дополнительные полости 18 шириной 20 мм и глубиной 1 мм (фиг. 3.а). Полуматрицы изготавливают из жаропрочного никелевого сплава. Пакет помещают в полуматрицы 16, 17 так, чтобы технологическая зона находилась между дополнительными полостями 18. Сборку нагревают до температуры 800^oC. Рабочей средой является аргон. Газ подают в полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя, обеспечивая скорость деформации листовых заготовок обшивки 10^-3 с^-1. Максимальное давление 0.5 МПа. Одновременно газ подают в полость между листовыми заготовками наполнителя, обеспечивая скорость деформации листовых заготовок наполнителя 10^-3 с^-1. Максимальное давление 2.7 МПа. Давление формовки листовых заготовок наполнителя корректируется по давлению формовки листовых заготовок обшивки. После завершения формовки листовых заготовок обшивки давление в полостях между листовыми заготовками обшивки и наполнителя доводят до 0.7 МПа, а трубопроводы подачи рабочей среды в эти полости используют для отвода газа, вытесняемого при формовке листовых заготовок наполнителя. Отвод газа производят при сохранении перепада давления 0.7 МПа. При давлении в полости между листовыми заготовками наполнителя 2.7 МПа давление в полостях между листовыми заготовками обшивки и наполнителя снимают, а выход газа их этих полостей делают свободным. По окончании формовки сборку охлаждают. Полученный полуфабрикат 11 (фиг. 2,г) помещают в полуматрицы 12, 13, которые имеют глубину рабочей полости 6 мм. После нагрева сборки до температуры 900^oC газ подают во внутреннюю полость полуфабриката, обеспечивая скорость деформации 5•10^-3 с^-1. Максимальное давление 2.7 МПа. После выдержки под давлением 2.7 МПа в течение 5.4•10³ с сборку охлаждают и извлекают готовую конструкцию. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено.For molding at the first stage, semi-matrices 16, 17 are used, the depth of the working cavity of which is 5 mm. In addition, in the semi-matrices on one side of the working cavities perform additional cavities 18 with a width of 20 mm and a depth of 1 mm (Fig. 3.a). Semi-matrices are made of heat-resistant nickel alloy. The package is placed in the semi-matrix 16, 17 so that the technological zone is between the additional cavities 18. The assembly is heated to a temperature of 800 ^o C. The working medium is argon. Gas is supplied to the cavity between the sheet blanks of the skin and the filler, providing a deformation rate of sheet blanks of the skin 10 ^-3 s ^-1 . The maximum pressure is 0.5 MPa. At the same time, gas is supplied into the cavity between the filler sheet preforms, providing a deformation rate of the filler sheet preforms of 10 ⁻³ s ⁻¹ . The maximum pressure is 2.7 MPa. The molding pressure of the sheet blanks of the filler is adjusted according to the molding pressure of the sheet blanks of the casing. After the molding of sheet sheathing blanks is completed, the pressure in the cavities between the sheet sheathing and filler blanks is brought to 0.7 MPa, and the pipelines for supplying the working medium to these cavities are used to remove gas displaced during molding of the sheet blanks of filler. Gas removal is carried out while maintaining a pressure drop of 0.7 MPa. When the pressure in the cavity between the sheet blanks of the filler is 2.7 MPa, the pressure in the cavities between the sheet blanks of the casing and the filler is removed, and the gas outlet of these cavities is free. After molding, the assembly is cooled. The resulting semi-finished product 11 (Fig. 2, g) is placed in the semi-matrix 12, 13, which have a working cavity depth of 6 mm After heating the assembly to a temperature of 900 ^o C, the gas is fed into the inner cavity of the semi-finished product, providing a strain rate of 5 • 10 ^-3 s ^-1 . The maximum pressure is 2.7 MPa. After exposure to a pressure of 2.7 MPa for 5.4 • 10 ³ s, the assembly is cooled and the finished structure is removed. When metallographic study of the zone of solid-phase connection of pores was not found.

Пример 11. Example 11

Изготавливают четырехслойную конструкцию "корпус цилиндрический" наружным диаметром 400 мм, внутренним диаметром 380 мм с продольным набором ребер жесткости. Материал листовых заготовок - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V). Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 8 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.2 мм. Полуфабрикат выполняют высотой h = 10 мм. Выбрав листовые заготовки с размером зерен 1 мкм, температуру формовки на первом этапе 750^oC, температуру деформирования на втором этапе 900^oC, находят величину ε_min= 4%.
Предварительно листовым заготовкам придают цилиндрическую форму путем гибки и сварки. Высота цилиндрических заготовок 400 мм. Заготовки наполнителя 24, 25 (фиг. 5) соединяют продольными сварными швами с заданным шагом (не показаны). Полость между листовыми заготовками наполнителя герметизируют сварным швом 26. Заготовка обшивки 27 имеет наружный диаметр 400 мм, заготовка обшивки 28 имеет внутренний диаметр 380 мм. Листовые заготовки обшивки устанавливают между цилиндрическими полуматрицами 29, 30 высотой 300 мм. Рабочее расстояние между полуматрицами 10 мм. Между заготовками обшивки устанавливают соединенные заготовки наполнителя. Кроме того, заготовки обшивки и наполнителя зажимают в кольцевые захваты 31, 32. Захват 31 закреплен на верхней подвижной плите 33. Захват 32 закреплен на нижней неподвижной плите 34. Верхняя плита 33 находится в крайнем нижнем положении. При этом кольцевые захваты прижаты к торцам цилиндрических полуматриц, что обеспечивает герметичность рабочей полости. Рабочей средой является аргон. Рабочую полость заполняют аргоном для защиты листовых заготовок от окисления. Давление газа 0.1 МПа. Сборку нагревают до температуры 750^oC. Газ подают в полость между листовыми заготовками наполнителя, обеспечивая скорость деформации листовых заготовок 10^-3 с^-1. Максимальное давление 3.5 МПа. С начала формовки листовых заготовок наполнителя выход газа из рабочей полости делают свободным. После завершения формовки сборку нагревают до температуры 900^oC. Верхнюю плиту 33 с кольцевым захватом 31 отводят от цилиндрических полуматриц в верхнее положение (фиг. 6). Деформирование полуфабриката 35 происходит за счет растягивающих усилий, возникающих при подъеме верхней плиты. Скорость движения верхней плиты 0.3 мм/с. Степень деформации 5%. Далее сборку охлаждают и извлекают готовую конструкцию (фиг. 11). При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено.A four-layer cylindrical body design is made with an outer diameter of 400 mm, an inner diameter of 380 mm, and a longitudinal set of stiffeners. The material of sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V). The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 8 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.2 mm. The semi-finished product is performed with a height of h = 10 mm. Choosing sheet blanks with a grain size of 1 μm, the molding temperature in the first stage 750 ^o C, the deformation temperature in the second stage 900 ^o C, find the value ε _min = 4%.
Pre-sheet blanks are given a cylindrical shape by bending and welding. The height of the cylindrical workpieces is 400 mm. The filler blanks 24, 25 (Fig. 5) are connected by longitudinal welds with a given step (not shown). The cavity between the sheet blanks of the filler is sealed with a weld seam 26. The blank of the skin 27 has an outer diameter of 400 mm, the blank of the skin 28 has an inner diameter of 380 mm. Sheath sheet blanks are installed between cylindrical half-matrices 29, 30 with a height of 300 mm. The working distance between the half-matrices is 10 mm. Between the blanks of the skin set connected blanks of the filler. In addition, the sheathing and filler blanks are clamped into annular grippers 31, 32. The gripper 31 is fixed to the upper movable plate 33. The gripper 32 is fixed to the lower fixed plate 34. The upper plate 33 is in its lowest position. At the same time, the annular grips are pressed to the ends of the cylindrical half-matrices, which ensures the tightness of the working cavity. The working medium is argon. The working cavity is filled with argon to protect sheet blanks from oxidation. Gas pressure 0.1 MPa. The assembly is heated to a temperature of 750 ^o C. Gas is supplied into the cavity between the sheet blanks of the filler, providing a speed of deformation of the sheet blanks of 10 ^-3 s ^-1 . The maximum pressure is 3.5 MPa. From the beginning of forming sheet blanks of the filler, the gas exit from the working cavity is made free. After molding is completed, the assembly is heated to a temperature of 900 ^° C. The upper plate 33 with the annular gripper 31 is diverted from the cylindrical half-matrices to the upper position (Fig. 6). The deformation of the semi-finished product 35 occurs due to tensile forces arising from the lifting of the upper plate. The speed of the upper plate is 0.3 mm / s. The degree of deformation is 5%. Next, the assembly is cooled and the finished structure is removed (Fig. 11). When metallographic study of the zone of solid-phase connection of pores was not found.

Пример 12. Example 12

Изготавливают плоскую четырехслойную панель высотой 20 мм с размерами ячейки 30х30 мм. Материал листовых заготовок - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V). Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 9.2 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.5 мм. Полуфабрикат выполняют высотой h = 15 мм. При этом степень деформации ε = 10%. Выбрав листовые заготовки наполнителя с размером зерен 3 мкм, температуру формовки на первом этапе 800^oC, температуру деформирования на втором этапе 900^oC, находят величину ε_min= 8%.
Наполнитель изготовляют из двух листовых заготовок 1, 2 (фиг. 1а), которые соединяют прерывистыми сварными швами 3 по заданному рисунку в соответствии с размером ячейки по всей площади. Поверхности листовых заготовок наполнителя подвергают зачистке вращающейся щеткой, выполненной из углеродистой стали. Скорость вращения 10 об/с. Давление прижима 30 МПа. Полость между листовыми заготовками наполнителя герметизируют сварным швом 4 и устанавливают трубопровод для подачи рабочей среды в эту полость. На дно рабочих полостей полуматриц 7, 8 устанавливают листовые заготовки обшивки 5, 6. Между листовыми заготовками обшивки при помощи вставок 9, 10 располагают соединенные листовые заготовки наполнителя. К внешней стороне листовых заготовок обшивки подводят трубопроводы подачи рабочей среды (не показаны). Глубина рабочей полости полуматриц равна 7.5 мм. Рабочей средой является аргон. Полости полуматриц заполняют аргоном для защиты листовых заготовок от окисления. Давление газа 0.1 МПа. Сборку нагревают до температуры 700^oC. На первом переходе газ подают в полость между листовыми заготовками наполнителя, обеспечивая скорость деформации листовых заготовок 10^-3 с^-1. Максимальное давление 2.7 МПа. С начала формовки листовых заготовок наполнителя выход газа из рабочей полости полуматриц делают свободным. По окончании формовки давление газа в полости между листовыми заготовками наполнителя сохраняют равным 2.7 МПа. На втором переходе газ подают с внешней стороны листовых заготовок обшивки. Максимальное давление 1.9 МПа. Время выдержки при максимальном давлении 1.8•10³ с. При этом происходит деформация листовых заготовок обшивки с частичным заполнением полостей, образованных листовыми заготовками в угловых зонах ячеек (фиг. 7а).A flat four-layer panel with a height of 20 mm is made with a cell size of 30x30 mm. The material of sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V). The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 9.2 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.5 mm. The semi-finished product is performed with a height of h = 15 mm. In this case, the degree of deformation is ε = 10%. Choosing sheet blanks of the filler with a grain size of 3 μm, the molding temperature in the first stage 800 ^o C, the deformation temperature in the second stage 900 ^o C, find the value ε _min = 8%.
The filler is made of two sheet blanks 1, 2 (Fig. 1a), which are connected by intermittent welds 3 according to a given pattern in accordance with the size of the cell over the entire area. The surface of the sheet blanks of the filler is subjected to cleaning with a rotating brush made of carbon steel. Rotational speed 10 r / s. Pressure of a clip is 30 MPas. The cavity between the sheet blanks of the filler is sealed with a weld 4 and a pipe is installed to supply the working medium to this cavity. At the bottom of the working cavities of the semi-matrices 7, 8, sheet blanks of the casing 5, 6 are installed. Between the sheet blanks of the cladding using inserts 9, 10 are connected sheet blanks of the filler. Pipes for supplying a working medium (not shown) are brought to the outside of the sheet blanks of the casing. The depth of the working cavity of the half-matrix is 7.5 mm. The working medium is argon. Half-matrix cavities are filled with argon to protect sheet blanks from oxidation. Gas pressure 0.1 MPa. The assembly is heated to a temperature of 700 ^o C. At the first transition, gas is fed into the cavity between the sheet blanks of the filler, providing a speed of deformation of the sheet blanks of 10 ^-3 s ^-1 . The maximum pressure is 2.7 MPa. From the beginning of the formation of sheet blanks of the filler, the gas exit from the working cavity of the semi-matrices is made free. At the end of the molding, the gas pressure in the cavity between the sheet blanks of the filler is kept equal to 2.7 MPa. At the second transition, gas is supplied from the outside of the sheathing blanks. The maximum pressure is 1.9 MPa. Holding time at maximum pressure 1.8 • 10 ³ s. When this occurs, the deformation of the sheet blanks of the casing with a partial filling of the cavities formed by the sheet blanks in the corner zones of the cells (Fig. 7a).

По окончании первого этапа сборку охлаждают. Полученный полуфабрикат 11 (фиг. 1г) помещают в полуматрицы 12, 13, которые имеют глубину рабочей полости 10 мм. Внутреннюю полость полуфабриката снабжают дополнительным трубопроводом (не показан). После нагрева сборки до температуры 900^oC газ подают во внутреннюю полость полуфабриката, обеспечивая скорость деформации 5•10^-3 с^-1. Максимальное давление 2.7 МПа. Во время формовки производят циклическое изменение температуры полуфабриката на величину ±50^oC. Для понижения температуры газ перед подачей охлаждают до температуры окружающей среды. При этом дополнительный трубопровод используют для отвода нагретого газа. После выдержки под давлением 2.7 МПа в течение 5.4•10³ с сборку охлаждают и извлекают готовую конструкцию. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено.At the end of the first stage, the assembly is cooled. The resulting semi-finished product 11 (Fig. 1d) is placed in the semi-matrix 12, 13, which have a working cavity depth of 10 mm The inner cavity of the semi-finished product is provided with an additional pipe (not shown). After heating the assembly to a temperature of 900 ^o C, the gas is fed into the inner cavity of the semi-finished product, providing a strain rate of 5 • 10 ^-3 s ^-1 . The maximum pressure is 2.7 MPa. During molding, the temperature of the semi-finished product is cyclically changed by a value of ± 50 ^° C. To lower the temperature, the gas is cooled to ambient temperature before being fed. In this case, an additional pipeline is used to divert the heated gas. After exposure to a pressure of 2.7 MPa for 5.4 • 10 ³ s, the assembly is cooled and the finished structure is removed. When metallographic study of the zone of solid-phase connection of pores was not found.

Пример 13. Example 13

Изготавливают плоскую четырехслойную панель высотой 20 мм с размерами ячейки 30х30 мм. Материал листовых заготовок - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V). Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 9.2 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.5 мм. Полуфабрикат выполняют высотой h = 15 мм. При этом степень деформации ε = 10%. Выбрав листовые заготовки наполнителя с размером зерен 3 мкм, температуру формовки на первом этапе 800^oC, температуру деформирования на втором этапе 900^oC, находят величину ε_min= 8%. Листовые заготовках обшивки выбирают с размером зерен 1 мкм.A flat four-layer panel with a height of 20 mm is made with a cell size of 30x30 mm. The material of sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V). The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 9.2 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.5 mm. The semi-finished product is performed with a height of h = 15 mm. In this case, the degree of deformation is ε = 10%. Choosing sheet blanks of the filler with a grain size of 3 μm, the molding temperature in the first stage 800 ^o C, the deformation temperature in the second stage 900 ^o C, find the value ε _min = 8%. Sheath sheet blanks are selected with a grain size of 1 μm.

Наполнитель изготовляют из двух листовых заготовок 1, 2 (фиг. 1,а), которые соединяют прерывистыми сварными швами 3 по заданному рисунку в соответствии с размером ячейки по всей площади. Полость между листовыми заготовками наполнителя герметизируют сваркой 4 и устанавливают трубопровод для подачи рабочей среды в эту полость. На дно рабочих полостей полуматриц 7, 8 устанавливают листовые заготовки обшивки 5, 6. Между листовыми заготовками обшивки при помощи вставок 9, 10 располагают соединенные листовые заготовки наполнителя. К внешней стороне листовых заготовок обшивки подводят трубопроводы подачи рабочей среды (не показаны). Глубина рабочей полости полуматриц равна 7.5 мм. Рабочей средой является аргон. Полости полуматриц заполняют аргоном для защиты листовых заготовок от окисления. Давление газа 0.1 МПа. Сборку нагревают до температуры 800^oC. На первом переходе газ подают в полость между листовыми заготовками наполнителя, обеспечивая скорость деформации листовых заготовок 10^-3 с^-1. Максимальное давление 1.8 МПа. При этом радиус листовых заготовок наполнителя в угловых зонах ячеек R = 3 мм. С начала формовки листовых заготовок наполнителя выход газа из рабочей полости полуматриц делают свободным. По окончании формовки давление газа в полости между листовыми заготовками наполнителя сохраняют равным 1.8 МПа. На втором переходе газ подают с внешней стороны листовых заготовок обшивки. Максимальное давление 1.7 МПа. Время выдержки при максимальном давлении 1.2•10³ с. При этом происходит деформация листовых заготовок обшивки с частичным заполнением полостей, образованных листовыми заготовками в угловых зонах ячеек (фиг. 7,б). Давление с внешней стороны обшивки снимают и продолжают формовку листовых заготовок наполнителя, обеспечивая скорость деформации листовых заготовок 10^-3 с^-1. Максимальное давление 2.7 МПа. Радиус формовки листовых заготовок наполнителя в угловых зонах ячеек R достигает значения 1.5 мм. При этом происходит деформация материала листовых заготовок обшивки, заполнившего полости в угловых зонах ячеек (фиг. 7в). По окончании первого этапа сборку охлаждают. Полуфабрикат 11 (фиг.1г) помещают в полуматрицы 12, 13, которые имеют глубину рабочей полости 10 мм. После нагрева сборки до температуры 900^oC газ подают во внутреннюю полость полуфабриката, обеспечивая скорость деформации 5•10^-3 с^-1. Максимальное давление 2.7 МПа. После выдержки под давлением 2.5 МПа в течение 5.4•10³ с сборку охлаждают и извлекают готовую конструкцию 14. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено.The filler is made of two sheet blanks 1, 2 (Fig. 1, a), which are connected by intermittent welds 3 according to a given pattern in accordance with the size of the cell over the entire area. The cavity between the sheet blanks of the filler is sealed by welding 4 and a pipe is installed to supply the working medium to this cavity. At the bottom of the working cavities of the semi-matrices 7, 8, sheet blanks of the casing 5, 6 are installed. Between the sheet blanks of the cladding using inserts 9, 10 are connected sheet blanks of the filler. Pipes for supplying a working medium (not shown) are brought to the outside of the sheet blanks of the casing. The depth of the working cavity of the half-matrix is 7.5 mm. The working medium is argon. Half-matrix cavities are filled with argon to protect sheet blanks from oxidation. Gas pressure 0.1 MPa. The assembly is heated to a temperature of 800 ^o C. At the first transition, gas is fed into the cavity between the sheet blanks of the filler, providing a speed of deformation of the sheet blanks of 10 ^-3 s ^-1 . The maximum pressure is 1.8 MPa. The radius of the sheet blanks of the filler in the corner zones of the cells R = 3 mm From the beginning of the formation of sheet blanks of the filler, the gas exit from the working cavity of the semi-matrices is made free. At the end of molding, the gas pressure in the cavity between the sheet blanks of the filler is kept equal to 1.8 MPa. At the second transition, gas is supplied from the outside of the sheathing blanks. The maximum pressure is 1.7 MPa. Holding time at maximum pressure 1.2 • 10 ³ s. When this occurs, the deformation of the sheet blanks of the casing with a partial filling of the cavities formed by the sheet blanks in the corner zones of the cells (Fig. 7, b). The pressure from the outer side of the casing is removed and molding of the blanks of the filler is continued, providing a strain rate of the blanks of 10 ^-3 s ^-1 . The maximum pressure is 2.7 MPa. The radius of the molding of sheet blanks of the filler in the corner zones of the cells R reaches a value of 1.5 mm When this occurs, the deformation of the material of the sheet blanks of the casing, filling the cavity in the corner zones of the cells (Fig. 7B). At the end of the first stage, the assembly is cooled. The semi-finished product 11 (Fig. 1d) is placed in the semi-matrix 12, 13, which have a working cavity depth of 10 mm After heating the assembly to a temperature of 900 ^o C, the gas is fed into the inner cavity of the semi-finished product, providing a strain rate of 5 • 10 ^-3 s ^-1 . The maximum pressure is 2.7 MPa. After exposure to a pressure of 2.5 MPa for 5.4 • 10 ³ s, the assembly is cooled and the finished structure is removed 14. No pores were found in the metallographic study of the zone of solid-phase connection.

Конструкции, изготовленные согласно примерам 12, 13, особенно 13, характеризуются наличием криволинейной границы соединения в угловых зонах ячеек. Для сравнения см. фиг. 7 г. Designs made according to examples 12, 13, especially 13, are characterized by the presence of a curved connection boundary in the corner zones of the cells. For comparison, see FIG. 7 g

Пример 14. Example 14

Изготавливают четырехслойную конструкцию "крыло" с максимальной высотой хорды 30 мм с размерами ячейки 50х50 мм, имеющую обтекаемый профиль поверхности. Материал листовых заготовок - титановый сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V). Толщина листовых заготовок - 0.8 мм. Минимальная высота полуфабриката h_min составляет 9.2 мм, при S_o = 3.2 мм и ρ = 1.5 мм. Полуфабрикат выполняют плоским высотой 12 мм. При этом степень деформации ε составляет от 7 до 25%. Выбрав листовые заготовки наполнителя с размером зерен 3 мкм, температуру формовки на первом этапе 800^oC, температуру деформирования на втором этапе 900^oC, находят величину ε_min= 6%.
Для получения конструкции используют две листовые заготовки. Листовую заготовку наполнителя 36 (фиг. 8) сгибают по оси симметрии и проваривают прерывистыми сварными швами 37 по заданному рисунку в соответствии с размером ячейки. Листовую заготовку обшивки 38 также сгибают и собирают с заготовкой наполнителя в пакет. Операцию гибки осуществляют в условиях, обеспечивающих требуемую пластичность материала заготовок. Пакет герметизируют сварным швом 39. Технологическую зону выполняют, как указано в примере 9. Пакет листовых заготовок помещают между полуматрицами 40, 41. Место сгиба листовых заготовок оставляют свободным и располагают его в той части рабочей полости полуматриц, профиль которой имеет радиус 6 мм. Полуматрицы изготавливают из жаропрочного никелевого сплава. Сборку нагревают до температуры 800^oC. Рабочей средой является аргон. Формовку листовых заготовок обшивки производят подачей газа в полость между листовыми заготовками обшивки и наполнителя, обеспечивая скорость деформации 10^-3 с^-1. Максимальное давление 0.9 МПа. Далее выход газа из полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя делают свободным. Формовку листовых заготовок наполнителя производят подачей газа в полость между ними, обеспечивая скорость деформации 10^-3 с^-1. Максимальное давление 2.5 МПа. Сборку охлаждают и полученный полуфабрикат помещают в полуматрицы, рабочая полость которых имеет форму готовой конструкции. После нагрева сборки до температуры 850^oC газ подают во внутреннюю полость полуфабриката, обеспечивая скорость деформации 5•10^-3 с^-1. Максимальное давление 2.5 МПа. После выдержки под давлением 2.5 МПа в течение 5.4•10³ с сборку охлаждают и извлекают готовую конструкцию. Фрагмент конструкции "крыло" представлен на фиг. 9. При металлографическом исследовании зоны твердофазного соединения пор не обнаружено.A four-layer “wing” design is made with a maximum chord height of 30 mm with a cell size of 50x50 mm, having a streamlined surface profile. The material of sheet blanks is VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V). The thickness of sheet blanks is 0.8 mm. The minimum height of the semi-finished product h _min is 9.2 mm, with S _o = 3.2 mm and ρ = 1.5 mm. The semi-finished product is flat 12 mm high. Moreover, the degree of deformation ε is from 7 to 25%. Choosing sheet blanks of the filler with a grain size of 3 μm, the molding temperature in the first stage of 800 ^o C, the deformation temperature in the second stage of 900 ^o C, find the value ε _min = 6%.
To obtain the design using two sheet blanks. The sheet blank of the filler 36 (Fig. 8) is bent along the axis of symmetry and boiled by intermittent welds 37 according to a given pattern in accordance with the cell size. The sheet blank of the casing 38 is also bent and assembled with the filler blank in a bag. The bending operation is carried out under conditions providing the required plasticity of the workpiece material. The package is sealed with a weld seam 39. The technological zone is performed as described in Example 9. A package of sheet blanks is placed between the half-matrices 40, 41. The bend of the sheet blanks is left free and placed in that part of the working cavity of the half-matrices, the profile of which has a radius of 6 mm. Semi-matrices are made of heat-resistant nickel alloy. The assembly is heated to a temperature of 800 ^o C. The working medium is argon. The molding of sheet sheathing blanks is carried out by supplying gas to the cavity between the sheet sheathing blanks and filler, providing a strain rate of 10 ⁻³ s ⁻¹ . The maximum pressure is 0.9 MPa. Further, the gas exit from the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler is made free. The molding of blank filler blanks is carried out by supplying gas into the cavity between them, providing a strain rate of 10 ⁻³ s ⁻¹ . The maximum pressure is 2.5 MPa. The assembly is cooled and the resulting semi-finished product is placed in semi-matrixes, the working cavity of which has the form of a finished structure. After heating the assembly to a temperature of 850 ^o C, the gas is fed into the inner cavity of the semi-finished product, providing a strain rate of 5 • 10 ^-3 s ^-1 . The maximum pressure is 2.5 MPa. After exposure to a pressure of 2.5 MPa for 5.4 • 10 ³ s, the assembly is cooled and the finished structure is removed. A fragment of the wing structure is shown in FIG. 9. When metallographic examination of the zone of solid-phase connection of pores was not found.

Источники информации
1. United States Patent N 4304821, B 23 K 28/02, 1981.Sources of information
1. United States Patent N 4304821, B 23 K 28/02, 1981.

2. Vaccari Y. A. Form-Bonding titanium in one-shot. American Machinist 1983, vol. 127, N 106, p. 91-94. 2. Vaccari Y. A. Form-Bonding titanium in one-shot. American Machinist 1983, vol. 127, N 106, p. 91-94.

Claims (28)

1. Способ изготовления многослойной ячеистой конструкции из способных к сверхпластической деформации материалов, включающий соединение листовых заготовок наполнителя, выполненных из титанового сплава, сварными швами по заданному рисунку и герметизацию полости между ними, размещение их между листовыми заготовками обшивки, формовку рабочей средой под регулируемым давлением и твердофазное соединение, отличающийся тем, что изготовление осуществляют, по меньшей мере, в два этапа в интервале температур T₁... Т_п.п., где Т₁ - температура в пределах температуры старения закаленных титановых сплавов, ^oС, Т_п.п. - температура полного полиморфного превращения титанового сплава, °С, причем на первом этапе осуществляют формовку до получения полуфабриката со сформированными ячейками с образованием, по крайней мере, физического контакта между соединяемыми поверхностями листовок заготовок, а на втором этапе производят деформирование полуфабриката со степенью деформации ε соединенных листовых заготовок, при этом размер зерен в листовых заготовках наполнителя и/или обшивки и температурные интервалы каждого этапа выбирают из условия ε≥ε_min, где ε_min - минимальная степень деформации, %, необходимая для реализации зернограничного проскальзывания в зоне соединения.1. A method of manufacturing a multilayer cellular structure of materials capable of superplastic deformation, comprising joining sheet filler blanks made of titanium alloy with welds according to a given pattern and sealing the cavity between them, placing them between sheet blanks of sheathing, molding with a working medium under controlled pressure and solid-phase compound, characterized in that the manufacture is carried out at least in two stages in the temperature range T ₁ ... T _p.p. where T ₁ - temperature within the aging temperature of hardened titanium alloys, ^o C, T _p.p. - the temperature of the complete polymorphic transformation of the titanium alloy, ° С, and at the first stage they are molded to obtain a semi-finished product with formed cells with the formation of at least physical contact between the joined surfaces of the billet leaflets, and at the second stage, the semi-finished product is deformed with the degree of deformation ε of the connected sheet blanks, while the grain size in the sheet blanks of the filler and / or sheathing and the temperature ranges of each stage are selected from the condition ε≥ε _min , where ε _min - the minimum degree of deformation,%, necessary for the implementation of grain-boundary slippage in the connection zone. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура Т₁ составляет 550°С.2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature T ₁ is 550 ° C. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для изготовления конструкции высотой Н> >h_min, где h_min = S_o + 4β, S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм, ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм, на втором этапе деформирование осуществляют рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката до получения конструкции, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, первый этап осуществляют в интервале температур T₁...(T₁+150°C), а второй - (Т₁+200°С)...Т_пп..3. The method according to p. 1, characterized in that for the manufacture of structures with a height of H>> h _min , where h _min = S _o + 4β, S _o is the total thickness of the sheet blanks, mm, ρ is the limiting radius of molding of the sheet blank of the filler, mm, at the second stage, the deformation is carried out by the working medium supplied to the inner cavity of the semi-finished product until a structure is obtained, at that, filler blanks with grain size d ≅ 1 μm are selected, the first stage is carried out in the temperature range T ₁ ... (T ₁ + 150 ° C), and the second - (T ₁ + 200 ° C) ... T _pp. . 4. Способ по п. 1, отличающийся тем. что для изготовления конструкции высотой Н > > h_min, где h_min = S_o + 4ρ, S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм, ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм, на втором этапе деформирование осуществляют рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката до получения конструкции, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d около 5 мкм, первый этап осуществляют в интервале температур (T₁+150°C)...(T₁+250°C), а второй - (T₁+300°C)...T_п.п..4. The method according to p. 1, characterized in that. that for the manufacture of structures with a height of H>> h _min , where h _min = S _o + 4ρ, S _o is the total thickness of the sheet blanks, mm, ρ is the limiting radius of molding of the sheet blank of the filler, mm, at the second stage, the deformation is carried out by the working medium supplied into the inner cavity of the semi-finished product until the design is obtained, at that, filler blanks with a grain size d of about 5 μm are selected, the first stage is carried out in the temperature range (T ₁ + 150 ° C) ... (T ₁ + 250 ° C), and the second - (T ₁ + 300 ° C) ... T _p.p. . 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для изготовления конструкции, высотой Н > h_min, где h_min = S_o + 4ρ, S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм, ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм, на втором этапе деформирование осуществляют рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката до получения конструкции, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, первый этап осуществляют в интервале температур T₁...(T₁+200°C), а второй -(T₁+250°C)... T_п.п..5. The method according to claim 1, characterized in that for the manufacture of structures with a height of H> h _min , where h _min = S _o + 4ρ, S _o is the total thickness of the sheet blanks, mm, ρ is the limiting radius of molding of the sheet blank of the filler, mm, at the second stage, the deformation is carried out by the working medium supplied to the inner cavity of the semi-finished product until a structure is obtained, sheet filler blanks with grain sizes d ≅ 1 μm are selected, the first stage is carried out in the temperature range T ₁ ... (T ₁ + 200 ° C), and the second - (T ₁ + 250 ° C) ... T _p.p. . 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для изготовления конструкции высотой Н > h_min, где h_min = S_o + 4ρ, S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм, ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм, на втором этапе деформирование осуществляют рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката до получения конструкции, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d около 5 мкм, первый этап осуществляют в интервале температур (T₁+150°C). ..(T₁+250°C), а второй - (T₁+350°C)...T_п.п..6. The method according to p. 1, characterized in that for the manufacture of structures with a height of H> h _min , where h _min = S _o + 4ρ, S _o is the total thickness of the sheet blanks, mm, ρ is the maximum radius of molding of the sheet blank of the filler, mm , at the second stage, the deformation is carried out by the working medium supplied to the inner cavity of the semi-finished product until a design is obtained, sheet filler blanks with a grain size d of about 5 μm are selected, the first stage is carried out in the temperature range (T ₁ + 150 ° C). .. (T ₁ + 250 ° C), and the second - (T ₁ + 350 ° C) ... T _p.p. . 7. Способ по п.1, отличающийся тем, при изготовлении конструкции с выпуклой поверхностью полуфабрикат выполняют с плоской поверхностью. 7. The method according to claim 1, characterized in that in the manufacture of a structure with a convex surface, the semi-finished product is performed with a flat surface. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что при изготовлении полуфабриката высотой, равной высоте конструкции, на втором этапе производят деформирование соединенных в процессе формовки листовых заготовок посредством приложения внешней растягивающей нагрузки со степенью деформации ε = 3...5% в интервале температур (T₁+350°C)...T_п.п., при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, а на первом этапе осуществляют формовку в интервале температур (T₁+175°C)...(T₁+250°C).8. The method according to claim 1, characterized in that in the manufacture of a semi-finished product with a height equal to the height of the structure, at the second stage, the sheet blanks joined during molding are deformed by applying an external tensile load with a degree of deformation ε = 3 ... 5% in the range temperature (T ₁ + 350 ° C) ... T _p.p. in this case, sheet blanks of the filler with grain size d ≅ 1 μm are selected, and at the first stage, molding is performed in the temperature range (T ₁ + 175 ° C) ... (T ₁ + 250 ° C). 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что при изготовлении цилиндрической конструкции с продольными ребрами жесткости внешнюю растягивающую нагрузку прикладывают по противоположным сторонам полуфабриката с направлением ее действия, совпадающим с направлением ребер. 9. The method according to claim 8, characterized in that in the manufacture of a cylindrical structure with longitudinal stiffeners, an external tensile load is applied on opposite sides of the semi-finished product with the direction of its action coinciding with the direction of the ribs. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют листовые заготовки обшивки из интерметаллида титана с размером зерен d ≅ 5 мкм, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, на первом этапе формуют листовые заготовки наполнителя в интервале температур T₁... (T₁+200°C), а на втором - (T₁+350°C)...T_п.п..10. The method according to claim 1, characterized in that the sheet blanks of the casing are made of titanium intermetallic with grain size d ≅ 5 μm, while the sheet blanks of the filler with the grain size d ≅ 1 μm are selected, at the first stage, the sheet blanks of the filler are formed in the range temperature T ₁ ... (T ₁ + 200 ° C), and the second - (T ₁ + 350 ° C) ... T _pp . 11. Способ по п.1. отличающийся тем, что используют листовые заготовки обшивки из жаропрочного титанового сплава, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, на первом этапе формуют листовые заготовки наполнителя в интервале температур T₁...(T₁+200°C), а на втором - (T₁+350°C)...T_п.п..11. The method according to claim 1. characterized in that the sheet blanks of the casing are made of heat-resistant titanium alloy, and the sheet blanks of the filler with grain size d ≅ 1 μm are selected, at the first stage, the sheet blanks of the filler are formed in the temperature range T ₁ ... (T ₁ + 200 ° C) and on the second - (T ₁ + 350 ° C) ... T _p.p. . 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют листовые заготовки обшивки с пластинчатым типом микроструктуры, при этом выбирают листовые заготовки наполнителя с размером зерен d ≅ 1 мкм, на первом этапе формуют листовые заготовки наполнителя в интервале температур T₁...(T₁+200°C), а на втором - (T₁+350°C)...T_п.п..12. The method according to claim 1, characterized in that the sheet blanks of the casing with the plate type of microstructure are used, while the sheet blanks of the filler with grain size d ≅ 1 μm are selected, at the first stage, the sheet blanks of the filler are formed in the temperature range T ₁ ... (T ₁ + 200 ° C), and on the second - (T ₁ + 350 ° C) ... T _p.p. . 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют листовые заготовки обшивки с размером зерен, превышающим на порядок размер зерен в листовых заготовках наполнителя. 13. The method according to claim 1, characterized in that the sheet blanks of the casing are used with a grain size that is an order of magnitude larger than the grain size in the sheet blanks of the filler. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что листовые заготовки наполнителя соединяют сварными швами с образованием литой зоны величиной не более 0,7 толщины листовой заготовки наполнителя. 14. The method according to claim 1, characterized in that the sheet blanks of the filler are connected by welds with the formation of a cast zone with a value of not more than 0.7 thickness of the sheet blank of the filler. 15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру на втором этапе циклически изменяют на величину ±Δ, где Δ выбирают 50... 100°С. 15. The method according to p. 1, characterized in that the temperature in the second stage is cyclically changed by the value ± Δ, where Δ choose 50 ... 100 ° C. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что осуществляют понижение температуры посредством охлаждения рабочей средой, подаваемой во внутреннюю полость полуфабриката. 16. The method according to clause 15, wherein the temperature is lowered by cooling with a working medium supplied to the inner cavity of the semi-finished product. 17. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединяемые поверхности листовых заготовок предварительно подвергают холодной деформации со степенью, обеспечивающей наклеп на глубину не менее 2d, где d - размер зерен в листовой заготовке, мкм. 17. The method according to claim 1, characterized in that the joined surfaces of the sheet blanks are preliminarily subjected to cold deformation with a degree that provides riveting to a depth of at least 2d, where d is the grain size in the sheet blank, μm. 18. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединяемые поверхности листовых заготовок предварительно обрабатывают с созданием рельефа высотой около 0,1 мм, при этом листовую заготовку берут с размером зерен d ≅ 1 мкм. 18. The method according to claim 1, characterized in that the joined surfaces of the sheet blanks are pre-treated to create a relief with a height of about 0.1 mm, and the sheet blank is taken with a grain size d ≅ 1 μm. 19. Способ по п. 1, отличающийся тем, что площадь листовых заготовок выбирают с учетом образования технологической зоны, листовые заготовки наполнителя соединяют сварными швами по заданному рисунку по всей площади, затем осуществляют герметизацию пакета листовых заготовок обшивки и наполнителя, при этом на первом этапе осуществляют формовку листовых заготовок обшивки и наполнителя с образованием технологической зоны высотой h^*, выбираемой из условия
S_o < h^* < S_o + 2ρ,
где S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм;
ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм.19. The method according to p. 1, characterized in that the area of the sheet blanks is selected taking into account the formation of the technological zone, the sheet blanks of the filler are connected by welds according to a given pattern over the entire area, then the package of sheet blanks of the casing and the filler is sealed, while at the first stage carry out the molding of sheet blanks of sheathing and filler with the formation of a technological zone of height h ^* , selected from the conditions
S _o <h ^* <S _o + 2ρ,
where S _o - the total thickness of the sheet blanks, mm;
ρ is the limiting radius of the formation of the sheet blank of the filler, mm 20. Способ по п.1, отличающийся тем, что площадь листовых заготовок выбирают с учетом образования технологической зоны, листовые заготовки наполнителя соединяют сварными швами по заданному рисунку, пересекающими границу технологической зоны, по которой листовые заготовки наполнителя соединяют граничным сварным швом, затем осуществляют герметизацию пакета листовых заготовок обшивки и наполнителя, при этом на первом этапе на первом переходе формуют листовые заготовки обшивки с образованием в технологической зоне полости, а на втором переходе формуют листовые заготовки наполнителя, при соблюдении условия
S_o < h^** < S_o + 4ρ,
где h^** - высота технологической зоны по контуру расположения граничного шва в наполнителе, мм;
S_o - суммарная толщина листовых заготовок, мм;
ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм.20. The method according to claim 1, characterized in that the area of the sheet blanks is selected taking into account the formation of the technological zone, the sheet blanks of the filler are connected by welds according to a given pattern, intersecting the boundary of the technological zone along which the sheet blanks of the filler are connected by a boundary weld, then sealing a package of sheet blanks of sheathing and filler, while in the first stage at the first transition they form sheet blanks of sheathing with the formation of a cavity in the technological zone, and at the second During molded blanks filler, subject to the condition
S _o <h ^** <S _o + 4ρ,
where h ^** is the height of the technological zone along the contour of the location of the boundary seam in the filler, mm;
S _o - the total thickness of the sheet blanks, mm;
ρ is the limiting radius of the formation of the sheet blank of the filler, mm 21. Способ по любому из пп.1, 19 и 20, отличающийся тем, что одновременно рабочую среду подают в полости между листовыми заготовками наполнителя и в полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя с созданием перепада давления в указанных полостях, соответствующего одновременной формовке листовых заготовок наполнителя и обшивки. 21. The method according to any one of claims 1, 19 and 20, characterized in that at the same time the working medium is fed into the cavity between the sheet blanks of the filler and in the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler with the creation of a pressure differential in these cavities corresponding to the simultaneous molding of sheet blanks filler and cladding. 22. Способ по любому из пп.19, 20 и 21, отличающийся тем, что осуществляют регламентированный отвод рабочей среды из полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя. 22. The method according to any one of claims 19, 20 and 21, characterized in that the regulated removal of the working medium from the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler is carried out. 23. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый этап изготовления конструкции осуществляют за три перехода, причем на первом переходе полость между листовыми заготовками обшивки и наполнителя вакуумируют, рабочую среду подают с созданием давления в полости между листовыми заготовками наполнителя, на втором переходе рабочую среду подают с созданием давления в полости между листовыми заготовками обшивки и наполнителя при сохранении давления рабочей среды в полости между листовыми заготовками наполнителя. 23. The method according to p. 1, characterized in that the first stage of manufacturing the structure is carried out in three transitions, and at the first transition, the cavity between the sheet blanks of the sheathing and the filler is evacuated, the working medium is supplied with the creation of pressure in the cavity between the sheet blanks of the filler, at the second transition the working medium is supplied with the creation of pressure in the cavity between the sheet blanks of the casing and the filler while maintaining the pressure of the working medium in the cavity between the sheet blanks of the filler. 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что рабочую среду подают в полость между листовыми заготовками наполнителя с обеспечением скорости деформации листовых заготовок на один или два порядка выше скорости сверхпластической деформации до получения в любом из нормальных сечений формируемого полуфабриката длины листовой заготовки обшивки равной длине по образующей полости полуматрицы в этом же сечении. 24. The method according to item 23, wherein the working medium is fed into the cavity between the sheet blanks of the filler with the speed of deformation of the sheet blanks one or two orders of magnitude higher than the speed of superplastic deformation to obtain in any of the normal sections of the formed semi-finished product the length of the sheet blank of the skin equal to the length along the generatrix of the half-matrix cavity in the same section. 25. Способ по п.23, отличающийся тем, что на одном из переходов первого этапа осуществляют формовку листовых заготовок наполнителя подачей рабочей среды в полость между ними, на последующем переходе рабочую среду подают с созданием давления с внешней стороны листовых заготовок обшивки при сохранении давления рабочей среды в полости между листовыми заготовками наполнителя. 25. The method according to p. 23, characterized in that at one of the transitions of the first stage, the sheet blanks of the filler are molded by feeding the working medium into the cavity between them, at the next transition, the working medium is fed with the creation of pressure from the outside of the sheet blanks of the casing while maintaining the working pressure environment in the cavity between the sheet blanks of the filler. 26. Способ по п.23, отличающийся тем, что на первом переходе первого этапа осуществляют формовку листовых заготовок наполнителя подачей рабочей среды в полость между ними до получения в угловых зонах ячеек радиуса
R > ρ,
где ρ - предельный радиус формовки листовой заготовки наполнителя, мм,
на втором переходе давление рабочей среды создают с внешней стороны листовых заготовок обшивки при сохранении давления рабочей среды в полости между листовыми заготовками наполнителя, на третьем переходе продолжают формовку листовых заготовок наполнителя подачей рабочей среды в полость между ними.26. The method according to p. 23, characterized in that at the first transition of the first stage, the sheet blanks of the filler are molded by supplying a working medium into the cavity between them to obtain radius cells in the corner zones
R> ρ,
where ρ is the limiting radius of the molding of the sheet blank of the filler, mm,
at the second transition, the pressure of the working medium is created from the outside of the sheet blanks of the casing while maintaining the pressure of the working medium in the cavity between the sheet blanks of the filler, at the third transition, the molding of the blanks of the filler is continued by feeding the working medium into the cavity between them. 27. Способ по любому из п.22 или 23, отличающийся тем, что листовые заготовки обшивки выбирают с размером зерен меньше размера зерен в листовых заготовках наполнителя. 27. The method according to any one of p. 22 or 23, characterized in that the sheathing sheet blanks are selected with a grain size smaller than the grain size in the filler sheet blanks. 28. Способ по п.1, отличающийся тем, что при изготовлении четырехслойной конструкции листовую заготовку обшивки сгибают пополам, а место сгиба используют для получения элемента поверхности изготавливаемой конструкции. 28. The method according to claim 1, characterized in that in the manufacture of a four-layer structure, the sheet blank of the skin is bent in half, and the bend place is used to obtain a surface element of the structure to be manufactured.

Images