RU1311113C - Method of electron-beam welding - Google Patents
Method of electron-beam welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU1311113C RU1311113C SU3960393A RU1311113C RU 1311113 C RU1311113 C RU 1311113C SU 3960393 A SU3960393 A SU 3960393A RU 1311113 C RU1311113 C RU 1311113C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oscillations
- welding
- electron beam
- current
- heat
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к способам для электронно-лучевой сварки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства: авиастроении, машиностроении, прибоpостроении. The invention relates to the field of welding production, and in particular to methods for electron beam welding and can be used in various sectors of the economy: aircraft, mechanical engineering, instrument manufacturing.
Целью изобретения является повышение качества сварного соединения за счет уменьшения перегрева центральной зоны сварного шва. The aim of the invention is to improve the quality of the weld by reducing overheating of the Central zone of the weld.
На фиг. 1 изображена схема электронно-лучевой установки для осуществления способа сварки; на фиг.2, 3 изображены кривые изменения токов системы отклонения луча, фокусировки и тока луча. На фиг.4, 5, 6 даны формы нагрева при различных колебаниях луча (колоколообразных и пилообразных) вдоль оси Х. In FIG. 1 shows a diagram of an electron beam apparatus for implementing a welding method; figure 2, 3 shows the curves of changes in the currents of the beam deflection system, focusing and beam current. Figures 4, 5, 6 show the forms of heating with various beam oscillations (bell-shaped and sawtooth) along the X axis.
Для осуществления способа электронно-лучевая установка (фиг.1) содержит пушку (не показана), систему 1 отклонения луча вдоль направления сварки, систему 2 отклонения луча поперек направления сварки, систему 3 управления током фокусирующей линзы и систему 4 управления током луча с источниками питания. Исполнительными механизмами перемещения луча вдоль и поперек направления сварки служат катушки 5, 6, размещенные в вакуумной камере 7. To implement the method, the electron-beam installation (Fig. 1) contains a gun (not shown), a
Ток системы 1 отклонения луча вдоль направления сварки Ix может изменяться по закону колоколообразных колебаний, например (фиг.2.а, кривая I). The current of the
Ix = Iмакс (sinft), или по закону пилообразных колебаний с формой кривой в виде симметричных треугольников (фиг. 2а; кривая 2), где Iмакс - амплитудное значение тока Ix; f - частота колебаний; t - время.I x = I max (sinft), or according to the law of sawtooth oscillations with the shape of a curve in the form of symmetrical triangles (Fig. 2a; curve 2), where I max is the amplitude value of the current I x ; f is the oscillation frequency; t is time.
Ток системы 2 отклонения луча поперек направления сварки Iyизменяется по закону пилообразных колебаний (фиг.2,б), на которые дополнительно накладываются прямоугольные колебания тока Iy I (фиг.2,в), с частотой, равной частоте пилообразных колебаний. При этом частота пилообразных колебаний Iy равна половине частоты колоколообразных или пилообразных колебаний тока Ix.The current of the
Токи системы 3 управления фокусировкой луча и системы 4 управления током луча изменяются по закону пилообразных колебаний (фиг.2,д,е) с частотой, равной частоте колебаний тока системы 1 отклонения луча вдоль направления сварки. The currents of the beam focusing
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Стол (не показан) перемещают в вакуумной камере 7 вдоль оси Х. Форма пятна нагрева в виде двух полос образуется при сложении колебаний луча в направлении осей х и y. При включении системы 1 отклонения луча в направлении сварки на катушки 5 подается ток Ix, изменяющийся по закону Ix = Iмакс (sinft) (фиг. 2,а; кривая 1) или по закону пилообразных колебаний с формой кривой в виде симметричных треугольников (фиг.2,а; кривая 2). Под действием этих сигналов электронный луч совершает колебательные движения вдоль оси х с амплитудой Ах (фиг.4). При включении системы 2 отклонения луча поперек направления сварки вырабатывается ток Iy, изменяющийся по закону пилообразных колебаний с формой кривой в виде симметричных треугольников (фиг.2,б) и ток Iy I, изменяющийся по закону прямоугольных колебаний (фиг.2,в) с частотой, равной частоте колебаний тока Iy или половине частоты колебаний тока Ix. При сложении колебаний токов Iy и Iy I в отклоняющие катушки 6 подается суммарный ток Iy II, изменяющийся по закону колебаний, изображенных на фиг. 1, г. Электронный луч будет совершать колебательные движения вдоль оси у с амплитудой Аy (фиг.4), при этом траектория электронного луча имеет разрыв первого рода. Величина этого разрыва, равная Аy I, определяется амплитудой тока Iy I.A table (not shown) is moved in the vacuum chamber 7 along the X axis. The shape of the heating spot in the form of two bands is formed when the beam oscillates in the direction of the x and y axes. When the
При одновременном включении обеих систем 1, 2 электронный луч будет совершать синхронизированные колебания по двум ортогональным направлениям. В результате сложения этих колебаний траектория электронного луча на поверхности пластины имеет вид, изображенный пунктирной линией 3 на фиг.4 (при изменении тока Ix по закону колоколообразных колебаний, кривая 1 на фиг. 2, а) и пунктирной линией 4 на фиг.5 (при изменении тока Ix, по закону пилообразных колебаний, кривая 2, на фиг.2,а).With the simultaneous inclusion of both
Пpи одновременном сдвиге начальной фазы пилообразных колебаний тока I (фиг. 3,б) и прямоугольных колебаний тока Iy I (фиг.3,в) на угол π/2 колебания cуммарного тока Iy II (фиг.3,г) также получают сдвиг на угол π/2. В результате сложения этих колебаний луча вдоль оси у с колоколообразными колебаниями луча вдоль оси (фиг.3,а) траектория электронного луча на поверхности пластин имеет вид, изображенный пунктирной линий 5 на фиг.6.With a simultaneous shift of the initial phase of the sawtooth oscillations of the current I (Fig. 3, b) and rectangular oscillations of the current I y I (Fig. 3, c) by the angle π / 2, the oscillations of the total current I y II (Fig. 3, d) also receive angle shift π / 2. As a result of the addition of these oscillations of the beam along the y axis with bell-shaped oscillations of the beam along the axis (Fig. 3, a), the path of the electron beam on the surface of the plates has the form shown by
Траектории электронного луча (пунктирные линии 3, 4, 5) определяют три различные по форме пятна нагрева с регулируемыми параметрами Аy, Ay I, Ax.The trajectories of the electron beam (dashed
Для изменения площади пятна нагрева и плотности теплового потока в нем по координатам х и y регулируют токи фокусирующей линзы и луча. При подключении системы 3 (фиг.1), формирующей пилообразные колебания тока Iф (фиг.2, д), к фокусирующей линзе пятно нагрева будет иметь форму полос, расширяющихся к хвостовой части (фиг.4. 5). Плотность теплового потока в пятне нагрева такой формы уменьшается к хвостовой части с удалением от оси шва из-за увеличения диаметра электронного луча на поверхности изделия.To change the area of the heating spot and the density of the heat flux in it, the currents of the focusing lens and beam are controlled by the x and y coordinates. When you connect the system 3 (Fig. 1), forming sawtooth current fluctuations I f (Fig. 2, e), to the focusing lens, the heating spot will have the form of strips expanding to the tail (Fig. 4. 5). The heat flux density in a heating spot of this shape decreases towards the tail portion with distance from the weld axis due to an increase in the diameter of the electron beam on the surface of the product.
При подключении системы 4, формирующей пилообразные напряжения, изменение тока луча Iл будет определяться кривой, изображенной на фиг.2,е. При этом плотность теплового потока в пятне нагрева (фиг.4, 5) вдоль осей х и у будет уменьшаться к хвостовой части с удалением от оси шва из-за уменьшения тока луча.When connecting the
Если траектория электронного луча имеет вид, изображенный пунктиром на фиг. 6, то при пилообразном изменении тока Iф (фиг. 3, д) и тока Iл(фиг.3, е) также получаем пятно нагрева с расширяющимися полосами к хвостовой части (фиг.6) и с уменьшением плотности теплового потока при удалении от оси шва.If the path of the electron beam has the form shown by the dotted line in FIG. 6, then with a sawtooth change in current I f (Fig. 3, d) and current I l (Fig. 3, e) we also get a heating spot with expanding stripes to the tail part (Fig. 6) and with a decrease in the heat flux density when removed from the axis of the seam.
При сдвиге начальных фаз колебаний токов Iф и Iх на π можно обеспечить возрастание плотности теплового потока в пятне нагрева в направлении расширения его полос.When the initial phases of the oscillations of the currents I f and I x shift by π, it is possible to increase the density of the heat flux in the heating spot in the direction of expansion of its bands.
Способ был опробован при сварке стыкового соединения без разделки кромок пластин толщиной 0,4 см из сплава Zr 2,5 Nb. Режим сварки: ток луча Iy = 105 мА, ускоряющее напряжение U = 17 кВ, скорость сварки Vсв = 0,9 см/с. Параметры пятна нагрева: Ах = 1 см, Ау I = 0,6 см, Ау I ≈ 0,2 см.The method was tested when welding a butt joint without cutting the edges of the plates with a thickness of 0.4 cm from Zr 2.5 Nb alloy. Welding mode: beam current I y = 105 mA, accelerating voltage U = 17 kV, welding speed V sv = 0.9 cm / s. The parameters of the heating spot: A x = 1 cm, A at I = 0.6 cm, A at I ≈ 0.2 cm.
Получаемые три различных по форме пятна нагрева с изменением величины Ау I взаимного перекрытия полос значительно расширяют возможности управления тепловым процессом сварки металлов с различными теплофизическими свойствами и толщинами сварных соединений, что позволяет уменьшить перегрев в центральной зоне сварного соединения.The resulting three different heating spots in shape with a change in the value of A at I of the overlapping bands significantly expand the ability to control the thermal process of welding metals with different thermophysical properties and thicknesses of welded joints, which allows to reduce overheating in the central zone of the welded joint.
Данный способ обеспечивает по сравнению с известными уменьшение перегрева в центральной зоне сварного соединения при электронно-лучевой сварке, что повышает технологические и эксплуатационные свойства сварных соединений, в результате повышается работоспособность сварных изделий и увеличивается срок безаварийной работы их. This method provides, in comparison with the known methods, a decrease in overheating in the central zone of the welded joint during electron beam welding, which increases the technological and operational properties of welded joints, as a result, the working capacity of welded products increases and the period of their trouble-free operation increases.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3960393 RU1311113C (en) | 1985-10-05 | 1985-10-05 | Method of electron-beam welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3960393 RU1311113C (en) | 1985-10-05 | 1985-10-05 | Method of electron-beam welding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1311113C true RU1311113C (en) | 1995-01-27 |
Family
ID=30440322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU3960393 RU1311113C (en) | 1985-10-05 | 1985-10-05 | Method of electron-beam welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1311113C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2701262C1 (en) * | 2019-03-29 | 2019-09-25 | Паршуков Леонид Иванович | Method for electron-beam butt welding |
-
1985
- 1985-10-05 RU SU3960393 patent/RU1311113C/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1037497, кл. B 23K 15/00, 1982. * |
Авторское свидетельство СССР N 853898, кл. B 23K 15/00, 1980. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2701262C1 (en) * | 2019-03-29 | 2019-09-25 | Паршуков Леонид Иванович | Method for electron-beam butt welding |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0781622B1 (en) | Process and apparatus for welding workpieces with two or more laser beams whose spots are oscillated across welding direction | |
US4644126A (en) | Method for producing parallel-sided melt zone with high energy beam | |
US4229639A (en) | Energy beam welding method | |
US12030244B2 (en) | Apparatus and method for manufacturing a three-dimensional object | |
ES8507028A1 (en) | Spot welding process using a laser beam. | |
US3230339A (en) | Method for welding workpieces by means of a beam of charge carriers | |
US5151571A (en) | Electron beam welding | |
WO1982002352A1 (en) | Method for electron beam welding | |
US3131289A (en) | Deflection voltage supply for electron beam welders | |
RU1311113C (en) | Method of electron-beam welding | |
US4205118A (en) | Honeycomb-like panel structure and a method for manufacturing same | |
US4591688A (en) | System and method for processing a work piece by a focussed electron beam | |
GB1604240A (en) | Energy beam welding method | |
US20230182208A1 (en) | Method for the additive manufacture of an object from a powder layer | |
RU1037497C (en) | Device for electron-beam welding | |
RU2704682C1 (en) | Method of electron-beam backfilling with control of filler wire position relative to electron beam (versions) | |
RU2023557C1 (en) | Method of and device for electron beam welding | |
RU1450237C (en) | Process of electron-beam welding | |
JPS6129831B2 (en) | ||
Mahrle et al. | Control of the energy deposition during laser beam welding by oscillation techniques | |
JPS60177983A (en) | Spot welding method | |
SU1581503A1 (en) | Method of welding with magnetically-controlled arc | |
GB2055317A (en) | Electron beam welding | |
SU1750891A1 (en) | Electron-beam welding method | |
SU1255341A1 (en) | Method of elctron-beam welding |