SU1286373A1

SU1286373A1 - Способ электронно-лучевой сварки

Info

Publication number: SU1286373A1
Application number: SU853966004A
Authority: SU
Inventors: Владимир Яковлевич Беленький
Original assignee: Предприятие П/Я В-8772
Priority date: 1985-09-16
Filing date: 1985-09-16
Publication date: 1987-01-30

Abstract

Изобретение относитс к электроннолучевой сварке и может быть использовано в различных отрасл х машиностроени . Целью изобретени вл етс повышение качества сварного соединени . В процессе ,сварки электронна пушка 1 генерирует электронный луч 2, который фокусируетс системой 3 и проходит через отклон юш.ие катушки 4, 5. На катушки 4, 5 подаютс сигналы с выходов регулируемых усилителей 6, 7, на входы которых поступает сигнал с выхода генератора 8 пр моугольных импульсов . При этом электронный луч в зоне сварки расщепл етс на два тепловых источника. Тепловой источник, формируемый неотклонен- ным лучом 2, действует в моменты, когда сигнал в катушках 4, 5 равен нулю. Этот источник тепла обеспечивает расплавление металла на передней стенке канала. Второй тепловой источник, формируемый отклоненным лучом 9 при его двойном преломлении, действует в моменты подачи на отклон ю- ш,ие катушки 4, 5 пр моугольных импульсов . 1 ил.

Description

(Л

ю

сх

05

со

оо

Изобретение относитс к электронно-лучевой сварке и может быть использовано в различных отрасл х машиностроени .

Цель изобретени - повышение качества сварного соединени .

На чертеже изображена схема, по сн ю- ш,а предлагаемый способ.

В процессе сварки электронна пушка 1 генерирует электронный луч 2, котррый фокусируетс системой 3 и проходит через от- клон юш,ие катушки 4 и 5. На последние подаютс сигналы с выходов регулируемых усилителей 6 и 7, на входы которых поступает сигнал с выхода генератора 8 пр моугольных импульсов. При этом электронный луч в зоне сварки расш,епл етс на два тепловых источника. Тепловой источник, формируе.мый неотклоненным лучом 2, действует в моменты, когда сигнал в катушках 4 и 5 равен нулю и обеспечивает расплавление металла на передней стенке канала, и его мошность определ етс по выражению

,

где РО - полна мощность луча;

Т2 - длительность паузы;

TI - длительность импульса отклоненного луча.

Второй тепловой источник, формируемый отклоненным лучом 9 при его двойно.м преломлени , действует в моменты подачи на отклон ющие катушки 4 и 5 пр моугольных импульсов. Мощность источника определ етс по выражению

Р2 РоЛ

Tl-Ь Т2

Амплитуды сигналов в отклон юших катушках 4 и 5 выбираютс из условий наклона оси отклоненного луча к оси пушки под углом ф, совпадаюш,им с углом наклона передней стенки канала к оси пушки, и расположени точки пересечени оси отклоненного луча с осью электронной пушки в зоне сварки ниже поверхности свариваемого металла .

Угол ф определ етс теоретически на основе уравнени теплового баланса на передней стенке канала проплавлени . В установившемс режиме сварки мощность, подводима электронным лучом к передней стенке канала , проплавлени в импульсном режиме, равна мош,ности, необходимой дл плавлени металла:

pSVcosf,

плотность свариваемого металла; теплосодержание жидкого металла

ванны при Тг.л; скорость сварки;

q - удельна мошность электронного

луча;

Пэ-эффективный КПД. Отсюда угол наклона передней стенки канала проплавлени к оси электронного луча равен

, arctgP-S-V( . То q.ri

ф

5

o Сомножитель qT2/(Ti-f Т2) определ ет удельную мрш.ность источника тепла, выдел емую на передней стенке канала, где q рассчитываетс по выражению

.

5Ч ГР

где г - радиус электронного луча.

При углах наклона оси отклоненного луча к оси электронной пушки, меньших ф, тепловой источник, формируемый отклонен0 ным лучом, воздействует на переднюю стенку канала и не обеспечивает необходимый доступ тепловой энергии в корневую часть канала дл выполнени качественного соединени . Когда угол наклона оси отклоненного луча к оси пушки болыие ф,или точка пересечени этих осей в зоне сварки находитс выше поверхности свариваемого металла , тепловой источник, формируемый отклоненным лучом, воздействует на заднюю стенку канала проплавлени , что тажке не обеспечивает необходимый доступ тепловой энергии Б корневую часть канала.

Таким образом, при реализации способа в процессе электронно-лучевой сварки действуют два тепловых источника, один из ко-, торых вл етс основным и действует в моf менты, когда луч нёотклонен. Этот источник тепла воздействует на переднюю стенку канала проплавлени и осуществл ет плавление основного металла. Второй источник тепла вл етс дополнительным и действует в моменты отклонени луча с его двойным

0 преломлением. Этот источник тепла воздействует на корневую часть канала и осуществл ет дополнительный ввод тепловой мощности луча. Распределение .мощности между обоими источниками тепла определ етс скважностью импульсов отклонени

луча (отношением длительности цикла к длительности импульса) и .может мен тьс путем изменени соотношени длительностей импульса и паузы сигналов в отклон юп их катушках.

0

Пример. Сварка стали 12Х18Н10Т толщиной 18 мм производилась на установке ЭЛЧ-Ч с энергетическим комплексом У™250 А.

На торце электронной пушки устанавли- 5 валась дополнительна отклон юща система , обеспечивающа двойное преломление луча. Режим сварки следующий: ускор ющее напр жение 28 кВ, ток луча 280 м.А,

скорость сварки 2,8 мм / с. В процессе сварки электронный луч расщепл ли во времени на два тепловых источника за счет подачи на отклон ющие катушки электронной пушки пр моугольных импульсов тока, формируемых генератором пр моугольных импульсов типа Г5-54 и усиливаемых усилител ми мощности типа У7-3. Частота следовани импульсов составл ла 350 Гц, скважность 3,3, что обеспечивало соотношение мощностей источника тепла, формируемого неотклоненным лучом, и источника, формируемого отклоненным лучом при его двойном преломлении соответственно 70 и 30%.

Ф

Необходимый угол наклона оси откло- ненного с двойным преломлением электронного луча относительно продольной оси пушки рассчитывали по формуле

p arctgLS:Yilii+:.

& q Т1Э.Т2

При р 7,9-10 кг/м-, S 2,75-10 Дж/кг, q 8,7-10 Вт/м, и Т15 0,7 необходимый угол ф составл л 9.

В процессе сварки по предлагаемому способу достигаетс высокое качество сварных соединений, что выражаетс в благопри тной геометрии шва, близкой к пр моугольной , и отсутствием корневых дефектов в результате дополнительного ввода

0

5

0

5

тепловой энергии в корневую часть канал-а проплавлени .

Claims

Формула изобретени

Способ электронно-лучевой сварки с образованием канала проплавлени , при котором электронный луч периодически - отклон ют по пр моугольному закону, отличающийс тем, что, с целью повышени качества сварного соединени , в моменты отклонени луча производ т его двойное преломление в плоскости стыка, при этом ось отклоненного луча направл ют параллельно передней стенке канала с пересечением продольной оси электронной пушки в точке, расположенной ниже поверхности свариваемого соединени , под углом, определ емым по формуле

°- «tr ; ; + .

где р - плотность свариваемого металла;

S -теплосодержание жидкого металла ванны при Tii.i.;

V -скорость сварки;

Т|-длительность импульса отклоненного луча;

Т2-длительность паузы;

q - удельна мощность электронного луча;

г,-эффективный КПД.