Описаны механизмы бездеформационной сварки с низкими внутренними напряжениями (LSND) с использованием эффектов термического растяжения по всему поперечному сечению изделия или на локальных участках. Основой этого способа сварки является обеспечение активного оперативного регулирования образования внутренних пластических (несовместных) деформаций и напряжений в процессе сварки с целью предотвращения деформаций коробления и исключения тем самым дорогостоящих операций правки для устранения деформаций. Основное внимание уделено анализу по методу конечных элементов, применяемому для прогнозирования и оптимизации технологических параметров, термического растяжения в инженерно-конструкторских работах.

Приведены результаты комплекса проведенных исследований по разработке технологии сварки проплавными швами стрингерных панелей из титанового сплава ВТ20, обеспечивающей минимальные остаточные напряжения и деформации, а также высокие показатели их долговечности при циклических нагрузках. На масштабных образцах, имитирующих стрингерные панели, проплавные швы тавровых соединений выполнены тремя способами: электронно-лучевой (ЭЛС), автоматической аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом по слою активирующего флюса и автоматической аргонодуговой сваркой (АДС) неплавящимся электродом погруженной дугой. Для устранения остаточных сварочных напряжений и деформаций применено предварительное упругое деформирование свариваемых элементов. Проведены испытания всех типов образцов на усталость при продольном циклическом растяжении. Определено влияние на их усталостную долговечность также термической обработки, ударной механической обработки и ремонтно-сварочных технологий. На основании результатов исследований масштабных образцов изготовлены и испытаны партии стрингерных панелей длиной 1200 мм. Проплавные швы, выполненные АДС неплавящимся электродом по слою активирующего флюса с использованием предварительного упругого деформирования и высокочастотной механической проковки швов, обеспечивают более высокие показатели усталостной долговечности сварных стрингерных панелей из высокопрочного титанового сплава ВТ20 по сравнению с ЭЛС и АДС неплавящимся электродом с погруженной дугой. Разработанная технология может быть принята для промышленного производства сварных стрингерных панелей из высокопрочных титановых сплавов.