RU2522670C2 - Electron-beam welding - Google Patents
Electron-beam welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522670C2 RU2522670C2 RU2012131465/02A RU2012131465A RU2522670C2 RU 2522670 C2 RU2522670 C2 RU 2522670C2 RU 2012131465/02 A RU2012131465/02 A RU 2012131465/02A RU 2012131465 A RU2012131465 A RU 2012131465A RU 2522670 C2 RU2522670 C2 RU 2522670C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electron beam
- penetration
- parts
- welding
- electron
- Prior art date
Links
Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу сварки, и может найти применение при производстве различных сварных конструкций ответственного назначения.The invention relates to the field of engineering, in particular to a welding method, and may find application in the production of various welded structures for critical purposes.
Известный способ сварки электронным лучом в нижнем положении (Мамутов Е.Л., Электроннолучевая сварка деталей большой толщины, Москва, «Машиностроение», 1992 г., 125 с.) содержащий электроннолучевую пушку, свариваемые детали, электронный луч, сварочную ванну, канал проплавления и сварной шов. Однако, во время электроннолучевой сварки с глубоким проплавлением происходит периодическое экранирование луча парами металла и перемещающимся жидким металлом сварной ванны, что приводит к периодической расфокусировки луча и нестабильности воздействия электронного луча на фронте плавления и в корне шва.A known method of welding with an electron beam in the lower position (Mamutov E.L., Electron beam welding of large thickness parts, Moscow, Mashinostroyenie, 1992, 125 pp.) Comprising an electron beam gun, welded parts, an electron beam, a weld pool, a penetration channel and weld. However, during deep-penetration electron beam welding, the beam is periodically shielded by metal vapors and the moving liquid metal of the weld pool, which leads to periodic beam defocusing and the instability of the electron beam at the melting front and at the root of the seam.
Однако при таком способе сварки происходит образование корневых дефектов, таких как непостоянство глубины проплавления, наличия полостей и несплавлений в корневых пиках, что обуславливает снижение качества сварных соединений.However, with this welding method, root defects are formed, such as inconsistencies in the penetration depth, the presence of cavities and non-fusion in the root peaks, which leads to a decrease in the quality of welded joints.
Известен способ сварки, при котором осуществляют одновременное проплавление стыка свариваемых деталей электронным пучком и соосно расположенным с ним дуговым разрядом, который формируют посредством полого катода. Электронный пучок направляют с лицевой стороны стыка через плазму дугового разряда и создают магнитное поле дугового разряда одинакового направления с магнитным полем электронного пучка, формируя заданную геометрию электронного пучка и канала проплавления, в который подводят энергию дугового разряда, причем электронный пучок отклоняют по толщине деталей в требуемом направлении на заданную величину (патент РФ №2174067, МПК B23K 15/00).There is a welding method in which the joint of the welded parts is simultaneously melted by an electron beam and an arc discharge coaxially located with it, which is formed by a hollow cathode. The electron beam is directed from the front side of the junction through the plasma of the arc discharge and create a magnetic field of the arc discharge in the same direction with the magnetic field of the electron beam, forming the desired geometry of the electron beam and the penetration channel into which the arc discharge energy is supplied, and the electron beam is rejected by the thickness of the parts in the required direction by a given value (RF patent No. 2174067, IPC B23K 15/00).
Недостатком данного способа является значительное усложнение оборудования из-за введения в область сварки полого катода, кроме того, магнитное поле токов дугового разряда растекающихся по детали не достаточно для значительного отклонения электронного луча.The disadvantage of this method is the significant complication of the equipment due to the introduction of a hollow cathode into the welding area, in addition, the magnetic field of the arc discharge currents spreading over the part is not enough for a significant deviation of the electron beam.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ электроннолучевой сварки в нижнем положении, включающий образование плоскости сварного стыка, приложение локального магнитного поля, по меньшей мере, к части сварного стыка, причем это магнитное поле является перпендикулярным к оси электронному лучу, и параллельным к плоскости сварного стыка деталей, направление электронного луча на сварной стык для электроннолучевой сварки деталей, и получение сварного соединения. Причем указанное локальное магнитное поле управляет электронным лучом по мере его прохождения через границу раздела (патент РФ №2346795, МПК B23K 15/00).Closest to the technical nature of the present invention is a method of electron beam welding in the lower position, including the formation of a plane of the welded joint, the application of a local magnetic field to at least part of the welded joint, and this magnetic field is perpendicular to the axis of the electron beam, and parallel to the plane of the welded joint of parts, the direction of the electron beam to the welded joint for electron beam welding of parts, and obtaining a welded joint. Moreover, the specified local magnetic field controls the electron beam as it passes through the interface (RF patent No. 2346795, IPC B23K 15/00).
Однако в таком способе главным является решение проблемы искривления электронного луча у дна сварного шва в направлении одной из деталей при сварке разнородных металлов. При этом происходит снижение качества сварных соединений из-за образования корневых дефектов.However, in this method, the main thing is to solve the problem of the curvature of the electron beam at the bottom of the weld in the direction of one of the parts when welding dissimilar metals. In this case, a decrease in the quality of welded joints due to the formation of root defects.
Технической задачей изобретения является улучшение качества сварных соединений.An object of the invention is to improve the quality of welded joints.
Технический результат заключается в уменьшении корневых дефектов, возникающих из-за колебаний глубины проплавления во время электроннолучевой сварки без сквозного проплавления в нижнем положении и достигается тем, что в известном способе, включающим образование плоскости стыка свариваемых деталей, приложение к части сварного стыка локального магнитного поля, перпендикулярного оси электронного луча, направление электронного луча на стык для электроннолучевой сварки деталей, сварку осуществляют в нижнем положении с несквозным проплавлением, а линии индукции магнитного поля направляют перпендикулярно плоскости стыка, при этом электронный луч направляют под острым углом к поверхности свариваемых деталей.The technical result consists in reducing root defects that arise due to fluctuations in the depth of penetration during electron beam welding without through penetration in the lower position and is achieved by the fact that in the known method, including the formation of the joint plane of the parts to be welded, application of a local magnetic field to the part of the welded joint, perpendicular to the axis of the electron beam, the direction of the electron beam to the joint for electron beam welding of parts, welding is carried out in the lower position with a straight through phenomenon, and the lines of the magnetic field directed perpendicular to the joint plane, the electron beam is directed at an acute angle to the surface of the welded components.
Сущность изобретения поясняется схемой, реализующий способ сварки. Схема для реализации способа содержит электроннолучевую пушку 1, свариваемые детали 2, электронный луч 3, механизм перемещения деталей 4, стол 5, сварочную ванну 6, канал проплавления 7, сварочный шов 8.The invention is illustrated by a diagram that implements a welding method. The scheme for implementing the method comprises an electron beam gun 1, welded parts 2, an electron beam 3, a mechanism for moving parts 4, table 5, a weld pool 6, a penetration channel 7, a weld 8.
Сущность способа ЭЛС заключается в следующем.The essence of the ELS method is as follows.
Создают магнитное поле, линии индукции которого направлены перпендикулярно электронному лучу и плоскости сварного стыка и проходят через сварной стык деталей. Процесс сварки ведется вертикальным пучком в нижнем положении с несквозным проплавлением. Под сваркой вертикальным пучком в нижнем положении общепринято понимать, что глубина проплавления совмещается с глубиной сварочной ванным (направлением силы тяжести); под сваркой горизонтальным пучком на вертикальной стенке - глубина сварочной ванны (направление силы тяжести) совмещается с шириной шва (горизонтальный шов). Известно, что частица с зарядом q и скоростью
Угол поворота вектора скорости электрона, двигающегося в однородном магнитном поле действующего в пределах свариваемого стыка перпендикулярно его плоскости, определяется следующим выражением:The rotation angle of the velocity vector of an electron moving in a uniform magnetic field acting within the welded joint perpendicular to its plane is determined by the following expression:
где e - заряд электрона, B - индукция магнитного поля, m - масса электрона, t - время движения электрона от поверхности изделия до дна канала.where e is the electron charge, B is the induction of the magnetic field, m is the mass of the electron, t is the time the electron moves from the surface of the product to the bottom of the channel.
Схема для реализации способа ЭЛС работает следующим образом. Создают магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны свариваемым кромкам. Электроннолучевую пушку 1 устанавливают вертикально под углом α к лицевой плоскости свариваемых деталей 2, выбранным из условия 0°<α<90°. Электронный луч 3 от электронной пушки 1 направляют сварной стык 2 таким образом, пучок входил в канал проплавления под углом
Использование предлагаемого способа сварки обеспечивает получение сварных соединений без образования корневых дефектов типа пиков проплавления, нестабильности глубины проплавления.Using the proposed welding method provides welded joints without the formation of root defects such as penetration peaks, instability of the penetration depth.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012131465/02A RU2522670C2 (en) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | Electron-beam welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012131465/02A RU2522670C2 (en) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | Electron-beam welding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012131465A RU2012131465A (en) | 2014-02-10 |
RU2522670C2 true RU2522670C2 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=50031686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012131465/02A RU2522670C2 (en) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | Electron-beam welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2522670C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1405977A1 (en) * | 1987-01-04 | 1988-06-30 | Предприятие П/Я Г-4778 | Method and apparatus for electron-beam welding |
US4761536A (en) * | 1986-06-23 | 1988-08-02 | Blakeley Philip J | Method and apparatus for reducing magnetic field strengths in welding zones |
RU2298465C1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Welding method |
RU2346795C2 (en) * | 2003-01-07 | 2009-02-20 | Дженерал Электрик Компани | Method of electron-beam welding and welded joints made by this method |
-
2012
- 2012-07-24 RU RU2012131465/02A patent/RU2522670C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4761536A (en) * | 1986-06-23 | 1988-08-02 | Blakeley Philip J | Method and apparatus for reducing magnetic field strengths in welding zones |
SU1405977A1 (en) * | 1987-01-04 | 1988-06-30 | Предприятие П/Я Г-4778 | Method and apparatus for electron-beam welding |
RU2346795C2 (en) * | 2003-01-07 | 2009-02-20 | Дженерал Электрик Компани | Method of electron-beam welding and welded joints made by this method |
RU2298465C1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Welding method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012131465A (en) | 2014-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | Advanced welding manufacturing: a brief analysis and review of challenges and solutions | |
Hao et al. | Weld formation mechanism of fiber laser oscillating welding of austenitic stainless steel | |
US10328513B2 (en) | Welding process, welding system, and welded article | |
US20130309000A1 (en) | Hybrid laser arc welding process and apparatus | |
JP2013514181A (en) | Welding method and welding apparatus | |
EP3095548A1 (en) | Laser welding method and welded joint | |
Bîrdeanu et al. | Pulsed LASER-(micro) TIG hybrid welding: Process characteristics | |
Zhang et al. | Microstructure and performance of hybrid laser-arc welded 40 mm thick 316 L steel plates | |
Zhang et al. | Stability evaluation of laser-MAG hybrid welding process | |
Iqbal et al. | Dual beam method for laser welding of galvanized steel: Experimentation and prospects | |
Zhang et al. | Effects of heat source arrangements on Laser-MAG hybrid welding characteristics and defect formation mechanism of 10CrNi3MoV steel | |
EP2596896A1 (en) | Welding system and process with a laser device, a GMAW device and a GTAW device; corresponding welded article | |
Wang et al. | Effect of arc swing parameters on narrow gap vertical GMA weld formation | |
DK2954969T3 (en) | MULTI-ELECTRODE ELECTROGAS ELECTROGAS WELDING PROCEDURE FOR THICK STEEL PLATES AND MULTI-ELECTRODE ELECTROGAS PERFERENCE ARC WELDING PROCEDURE FOR STEEL | |
Meng et al. | Formation and suppression mechanism of lack of fusion in narrow gap laser-arc hybrid welding | |
Yang et al. | Influence of alternating magnetic field on microstructure and mechanical properties of laser-MIG hybrid welded HG785D steel joint | |
Möller et al. | Gap bridging ability in laser GMA hybrid welding of thin 22MnB5 sheets | |
CN114867577A (en) | Bonding method | |
Wang et al. | Improving spreadability of molten metal in MIG welding-brazing of aluminum to steel by external magnetic field | |
Jones et al. | Towards advanced welding methods for the ITER vacuum vessel sectors | |
Sliva et al. | EBW of aluminium alloys with application of electron beam oscillation | |
US8853594B2 (en) | Welding method and apparatus therefor | |
RU2522670C2 (en) | Electron-beam welding | |
RU2433024C1 (en) | Method of electron beam welding of nonmagnetic metals and alloys | |
Su et al. | Effect of laser-arc synergy on melting energy in laser-CMT hybrid welding of aluminum alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180725 |