SU1683933A1 - Method for controlling the single-pass electron-beam penetration welding process - Google Patents

Method for controlling the single-pass electron-beam penetration welding process Download PDF

Info

Publication number
SU1683933A1
SU1683933A1 SU884603396A SU4603396A SU1683933A1 SU 1683933 A1 SU1683933 A1 SU 1683933A1 SU 884603396 A SU884603396 A SU 884603396A SU 4603396 A SU4603396 A SU 4603396A SU 1683933 A1 SU1683933 A1 SU 1683933A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
weld
height
electron beam
welding
welding process
Prior art date
Application number
SU884603396A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Витальевич Зубов
Владимир Иванович Кислый
Юрий Иванович Пастушенко
Станислав Никитович Ковбасенко
Original Assignee
Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Электросварки Им.Е.О.Патона filed Critical Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority to SU884603396A priority Critical patent/SU1683933A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1683933A1 publication Critical patent/SU1683933A1/en

Links

Landscapes

  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к сварке, в частности к управлению процессами электронно-лучевой сварки изделий больших толщин со сквозным проплавлением, Цель изобретени  - повышение качества сварных соединений изделий больших толщин путем обеспечени  равномерного формировани  сварного шва по всей его высоте. В процессе сварки измер етс  высота hi усилени  7 и высота h2 корневого валика 8 сварного шва. Вычисл етс  отношение высот. Положение фокуса электронного пучка по высоте сварного шва устанавливаетс  в соответствии с условием 0,§5 hi/h2 1,05. Изобретение позвол ет стабилизировать гидродинамические процессы в сварочной ванне, что обеспечивает получение качественных сварных швов с плотной литой зоны. 1 ил.The invention relates to welding, in particular, to controlling the processes of electron beam welding of thicker products with penetration, the purpose of the invention is to improve the quality of welded joints of thicknesses by ensuring uniform formation of the weld over its entire height. During the welding process, the height hi of reinforcement 7 and the height h2 of the root bead 8 of the weld are measured. The ratio of heights is calculated. The position of the electron beam focus on the height of the weld is established in accordance with condition 0, §5 hi / h2 1.05. The invention allows to stabilize hydrodynamic processes in the weld pool, which ensures obtaining high-quality welds from a dense cast zone. 1 il.

Description

Изобретение относится к сварке, в частности к управлению процессами электронно-лучевой сварки изделий больших толщин со сквозным проплавлением.The invention relates to welding, in particular to the control of processes of electron beam welding of products of large thicknesses with through penetration.

Цель изобретения - повышение качест- 5 ва сварных соединений изделий больших толщин путем обеспечения равномерного формирования сварного шва по всей его высоте.The purpose of the invention is to improve the quality of welded joints of products of large thicknesses by ensuring uniform formation of the weld along its entire height.

На чертеже представлена схема устрой- 10 ства для реализаций способа.The drawing shows a diagram of a device 10 for implementing the method.

Для управления процессом однопроходной электронно-лучевой сварки со сквозным проплавлением в качестве регулирующего параметра используют положе- 15 ние фокуса электронного пучка по высоте сварного шва. В качестве управляемого параметра процесса сварки, характеризующего формирование сварного шва, используют отношение высот усиления и корневого ва- 20 лика сварного шва.To control the process of single-pass electron beam welding with through penetration, the position of the focus of the electron beam along the height of the weld is used as a regulatory parameter. As a controlled parameter of the welding process, characterizing the formation of the weld, the ratio of reinforcement heights and root weld bead is used.

При перефокусировке электронного пучка получаемый сварной шов имеет высоту корневого валика, превышающую высоту корневого валика сварного шва с техноло- 25 гически оптимальным сечением. При недофокусировке получаемый сварной шов имеет подрез в корневой части. В обоих случаях качество сварного шва не удовлетворяет технологическим требованиям. 30 Регулированием положения фокуса электронного пучка по высоте сварного шва по соотношению высот усиления и корневого валика сварного шва предотвращают вытекание металла с Обеих сторон 35 сварного соединения и гарантируют получение высококачественного сварного шва.When refocusing the electron beam, the resulting weld has a root bead height greater than the height of the root bead of the weld with a technologically optimal cross section. During underfocusing, the resulting weld has an undercut in the root part. In both cases, the quality of the weld does not meet the technological requirements. 30 By adjusting the position of the focus of the electron beam along the height of the weld according to the ratio of the amplification heights and the root bead of the weld, metal is prevented from flowing from both sides of the weld joint 35 and guarantee a high-quality weld.

Положение фокуса электронного пучка по высоте сварного шва задают по соотношению 40The focus position of the electron beam along the height of the weld is set by the ratio of 40

0,95 <ir< 1,05.0.95 <ir <1.05.

h2 где hi - высота усиления сварного шва. мм; h2 - высота корневого валика сварного шва, мм. 45h 2 where hi is the height of the reinforcement of the weld. mm; h 2 - the height of the root bead of the weld, mm. 45

Диапазон границ соотношения высот hi/h2 в пределах 0,95-1,05 является оптимальным с точки зрения автоматического регулирования й получения гарантированного качества литой зоны сварного шва. Для 50 хорошо свариваемых материалов’отклонения от него даже в пределах+10% не вызывают внутренних дефектов литой зоны, но влекут за собой дополнительные работы по подварке подрезов с одной стороны, и по 55 устранению чрезмерных усилий - с другой. Трудносвариваемые материалы весьма чувствительны к форме литой зоны сварного шва однопроходного шва из-за склонности к горячим и холодным трещинам при неблагоприятной геометрии литой зоны. В этом случае диапазон 0,95 < hi/h2 < 1,05 ограничивается допуском ± 1 %.The range of boundaries of the ratio of heights hi / h 2 in the range of 0.95-1.05 is optimal from the point of view of automatic control and obtaining the guaranteed quality of the cast zone of the weld. For 50 well-weldable materials, deviations from it even within + 10% do not cause internal defects of the cast zone, but entail additional work on welding undercuts on the one hand, and on eliminating excessive forces on the other. Hard-to-weld materials are very sensitive to the shape of the cast zone of a single-pass weld because of the tendency to hot and cold cracks with unfavorable geometry of the cast zone. In this case, the range of 0.95 <hi / h 2 <1.05 is limited by a tolerance of ± 1%.

Поддерживая положение фокуса электронного пучка в соответствии с отношением 0,95 < -^7 < 1,05, обеспечивают равномерп2 ность формирования сварного шва по всей его высоте, а следовательно, и его высокое качество,Maintaining the focus position of the electron beam in accordance with the relation 0.95 <- * 7 <1.05, provide ravnomerp 2 NOSTA forming a weld over its entire height, and therefore, high quality and,

Устройство для реализации способа включает датчик 1 регистрации сигналов от зоны формирования сварного шва, который через блок 2 обработки сигнала датчика 1 и блок 3 сравнения и выдачи управляющего сигнала связан с исполнительным устройством 4.Выход испонительного устройства 4 соединен с фокусирующей системой электронно-лучевой пушки 5. Зеркала 6 служат для передачи изображения из зоны сварки.A device for implementing the method includes a sensor 1 for recording signals from the weld formation zone, which is connected to the actuator 4 through the signal processing unit 2 of the sensor 1 and the control signal comparison and output unit 3. The output of the output device 4 is connected to the focusing system of the electron beam gun 5 Mirrors 6 are used to transmit images from the welding zone.

Способ управления процессом однопроходной электронно-лучевой сварки со сквозным проплавлением включает следующие операции: установку параметров режима сварки; регистрацию сигналов датчиком 1 от расплавленного металла усиления 7 и корневого валика 8 сварного шва: вычисление в блоке 2 обработки сигнала датчика 1 высоты hi усиления 7 и высоты h2 корневого валика 8; определение соотношения высот hi т— и сравнение полученной величины п2 соотношения с заданными пределами hiThe method for controlling the process of single-pass electron beam welding with through penetration includes the following operations: setting the parameters of the welding mode; registration of signals by the sensor 1 from the molten metal of reinforcement 7 and the root roller 8 of the weld: calculation in the signal processing unit 2 of the height 1 sensor hi gain 7 and the height h 2 of the root roller 8; determination of the ratio of heights hi m - and comparison of the obtained value n 2 of the ratio with the given limits hi

0,95 <— < 1,05 в блоке 3 сравнения и h2 выдачи управляющего воздействия.0.95 <- <1.05 in block 3 comparison and h 2 issuing control action.

При < 0,95 фокус электронного пучп2 · ка заглубляется в корневую часть сварного шва. При — > 1,05 фокус электронногоAt <0.95, the focus of the electron beam 2 · ka is deepened into the root part of the weld. When -> 1.05, the focus of the electron

П2 пучка поднимается к лицевой поверхности свариваемого изделия.P2 beam rises to the front surface of the welded product.

В результате проведенного сравнения в блоке 3 вырабатывается сответствующий управляющий сигнал, который посредством исполнительного устройства 4 отрабатывается в фокусирующей системе электроннолучевой пушки 5.As a result of the comparison, an appropriate control signal is generated in block 3, which is processed by the actuator 4 in the focusing system of the electron beam gun 5.

Фиксация излучения от расплавленного металла усиления 7 и корневого валика 8 сварного шва со стороны непроваренной части стыка осуществляется датчиком 1 с помощью воспринимающих зеркал 6. В качестве датчика 1 может использоваться телевизионная камера, снабженная нейтральным светофильтром. Информация от зоны сварки поступает в блок 2, в котором определяются высота hi усиления 7 и высота h2 корневого валика 8 и выполняется преобразование в электрические сигналы. В блоке 3 вычисляется соотношение электрических сигналов, пропорциональных высо- 5 там hi и h2. Результат соотношения сравнивается с заранее установленными пределами и выдается воздействие на исполнительное устройство 4, регулирующее положение фокуса электронного пучка по высоте сварного шва.The radiation from the molten metal of reinforcement 7 and the root bead 8 of the weld from the undigested part of the joint is fixed by the sensor 1 using sensing mirrors 6. As a sensor 1, a television camera equipped with a neutral light filter can be used. Information from the welding zone enters block 2, in which the height hi of reinforcement 7 and the height h2 of the root roller 8 are determined and conversion to electrical signals is performed. In block 3, the ratio of electric signals proportional to the heights hi and h2 is calculated. The result of the ratio is compared with predetermined limits and an effect is produced on the actuator 4, which adjusts the focus position of the electron beam along the height of the weld.

Устройство регулирует положение фокуса электронного пучка, что обеспечивает равномерное формирование сварного шва 15 по всей его высоте.The device adjusts the position of the focus of the electron beam, which ensures uniform formation of the weld 15 along its entire height.

Способ опробировался при сварке горизонтальным электронным пучком стали IXI8H9T толщиной 60 мм с использованием в качестве датчика телевизионной камеры КТП-65. Режим сварки: 11уск = 60 кв: 1Св = 350 мА; 1ф = 890 мА; VCB = 2,5 мм/с; L = 180 мм. Осуществлялась развертка пучка по окружности^!^ мм с частотой f = 240 Гц. Формирование усиления и корневого валика 25 сварного шва происходило плавно без резких переходов по высоте в пределах 1,6-2,0 мм, без разбрызгивания и вытекания расплавленного металла. Изменение тока фокусировки Ιφ в процессе сварки под- 30 держивали науровне ±4 мА. Контроль швов при помощи /^просвечивания, ультразвуковых и металлографических исследований поперечных шлифов дефектов не выявил.The method was tested during welding with a horizontal electron beam of steel IXI8H9T 60 mm thick using a KTP-65 television camera as a sensor. Welding mode: 11 usc = 60 kV: 1 C = 350 mA; 1ph = 890 mA; V CB = 2.5 mm / s; L = 180 mm. The beam was scanned around the circle ^! ^ Mm with a frequency f = 240 Hz. The formation of the reinforcement and the root bead 25 of the weld occurred smoothly without sharp transitions in height within 1.6-2.0 mm, without splashing and leakage of molten metal. The change in the focusing current Ιφ during the welding process was maintained at a level of ± 4 mA. Inspection of the seams with the help of translucency, ultrasound and metallographic studies of transverse sections did not reveal any defects.

Устранение подрезов сварного шва, гарантированное при автоматическом регулировании положения фокуса электронного пучка, предотвращает опасность замедленного разрушения от поверхностных концентраторов в процессе сварки и вылеживания перед термообработкой закаливающихся сталей. Кроме того, активная оптимизация уровня фокусировки стабилизирует гидродинамические процессы в канале проплавления, обеспечивая уплотнение литой зоны сварного шва.Elimination of weld undercuts, guaranteed by automatic adjustment of the focus position of the electron beam, prevents the risk of delayed destruction from surface concentrators during welding and aging before heat treatment of hardened steels. In addition, active optimization of the focus level stabilizes the hydrodynamic processes in the penetration channel, providing a seal of the cast zone of the weld.

Claims (1)

ФормулаизобретенияClaim Способ управления процессом однопроходной электронно-лучевой сварки со сквозным проплавлением, при котором параметры процесса сварки регулируют по измеряемым геометрическим параметрам сварного шва, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных сое20 динений изделий больших толщин путем обеспечения равномерного формирования сварного шва по всей высоте сварного соединения, в качестве геометрического параметра сварного шва используют отношение высоты усиления к высоте корневого валика сварного шва, а в качестве регулируемого параметра процесса сварки используют положение фокуса электронного луча по толщине свариваемого соединения .в соответствии с условием 0,95 <^< 1,05,A method of controlling the process of single-pass electron beam welding with through penetration, in which the parameters of the welding process are controlled by the measured geometric parameters of the weld, characterized in that, in order to improve the quality of the welded joints of products of large thicknesses by ensuring uniform formation of the weld along the entire height of the weld connections, as the geometric parameter of the weld, use the ratio of the height of reinforcement to the height of the root bead of the weld, and as an adjustable parameter of the welding process using the focus position of the electron beam across the thickness of the welded connections .in accordance with the condition of 0.95 <<1.05, П2 где hi - высота усиления сварного шва, мм;P2 where hi is the height of the reinforcement of the weld, mm; Ьг - высота корневого валика сварного 35 шва, мм.Bg is the height of the root bead of the welded 35 seam, mm.
SU884603396A 1988-11-09 1988-11-09 Method for controlling the single-pass electron-beam penetration welding process SU1683933A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884603396A SU1683933A1 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Method for controlling the single-pass electron-beam penetration welding process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884603396A SU1683933A1 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Method for controlling the single-pass electron-beam penetration welding process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1683933A1 true SU1683933A1 (en) 1991-10-15

Family

ID=21408501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884603396A SU1683933A1 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Method for controlling the single-pass electron-beam penetration welding process

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1683933A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
За вка JP № 60-227974, кл. В 23 К9/12, 13.11.85. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900002482B1 (en) High-frequency electric resistance welding method using irradiation with a laser beam
CA1288824C (en) Method and apparatus for continuous production of tubular bodies by means of laser longitudinal seam welding
CN108778607B (en) Laser welding steel with power modulation to avoid hot cracking
JP2964829B2 (en) Welding method and welding equipment
SU1683933A1 (en) Method for controlling the single-pass electron-beam penetration welding process
DE4234339A1 (en) Monitoring the quality of a lap weld - by measuring the temp. at the back of the weld and adjusting the laser beam accordingly
JPS6144595B2 (en)
RU2699493C1 (en) Method of aluminum alloy nonconsumable electrode welding
JP2002224829A (en) Method and equipment for welding narrow groove with peak pulse tig
Baheti Vision processing and control of robotic arc welding system
JP3198816B2 (en) First layer welding method for single-sided butt welding of fixed pipes
JPH05131283A (en) Butt welding method with laser beam
SU1540989A1 (en) Method of arc welding of butt welds of thin-sheet elements
SU1127721A1 (en) Method of arc welding of components with dissimilar thickness
Walz et al. Hybrid welding of steel for offshore applications
RU2697754C1 (en) Method of defect-free hybrid laser-arc welding of thick-wall butt joints
RU2766615C1 (en) Method for electron beam welding of thin-walled tubular parts
GB2038686A (en) Stirring an arc welding pool
SU1116615A1 (en) Method of controlling arc welding process (versions)
JPS6146389A (en) Laser welding
JP2979889B2 (en) Butt welding method and butt welding apparatus for metallic materials
SU935228A1 (en) Method of automatic control of high-frequency welding process
RU2697756C1 (en) Method of defect-free hybrid laser-arc welding of thin-wall butt joints
SU1342648A1 (en) Method of controlling the process of electron-beam welding
SU1009664A1 (en) Method of automatic control of electric arc welding process