Способ электронно-лучевой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН 9) (11 3 15 00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОМУ СВИДЕТЕПЬСТ К АВТ.Бюл.М 4еленький72 (088.8)Японии55-36035/00, 1980. УЧ ЕВОЙ СОБ ЭЛЕКТРОН бретение относится кварке и может быть иых отраслях машиностретения является повварного соединения.лектронная пушка 1ый луч 2, который ф электронноспользовано роения, Цеышение ка- В процессе генерирует окусируется ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изолучевой св различилью изобчества с. сварки ээлектронн системой 3 и проходит через отклоняющие катушки 4, 5. На катушки 4, 5 подаются сигналы с выходов регулируемых усилителей 6, 7, на входы которых поступает сигнал с выхода генератора 8 прямоугольных импульсов. При этом электронный луч в зоне сварки расшепляется на два тепловых источника. Тепловой источник, формируемый неотклоненным 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 отклоняюшие катушки 4, 5 прямоугольных импульфф сов.ил.Изобретение относится к электронно-лучевой сварке и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.Цель изобретения - повышение качества сварного соединения.На чертеже изображена схема, поясня:ощая предлагаемый способ.В процессе сварки электронная пушка 1 генерирует электронный луч 2, который фокусируется системой 3 и проходит через отклоняющие катушки 4 и 5, На последние подаются сигналы с выходов регулируемых усилителей 6 и 7, на входы которых поступает сигнал с выхода генератора 8 прямоугольных импульсов. При этом электронный луч в зоне сварки расщепляется на два тепловых источника. Тепловой источник, формируемый 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 мощность определяется по выражениюР 1= Рот 2т 1+ т 2где Ро - полная мощность луча;т 2 - длительность паузы;т 1 - длительность импульса отклоненного луча,Второй тепловой источник, формируемый отклоненным лучом 9 при его двойном преломления, действует в моменты подачи на отклоняющие катушки 4 и 5 прямоугольных импульсов. Мощность источника определяется по выражениюР 2= РОт+ т 2Амплитуды сигналов в отклоняющих катушках 4 и 5 выбираются из условий наклона оси отклоненного луча к оси пушки под углом , совпадающим с углом наклона передней стенки канала к оси пушки, и расположения точки пересечения оси отклоненного луча с осью электронной пушки в зоне сварки ниже поверхности свариваемого металла.Угол у определяется теоретически на основе уравнения теплового баланса на передней стенке канала проплавления. В установившемся режиме сварки мощность, подводимая электронным лучом к передней стенке канала, проплавления в импульсном режиме, равна мощности, необходимой для плавления металла:Г 2с 1 т 1 э - + - з 1 пр= рЯ)сов,ргде р - плотность свариваемого металла; Я - теплосодержание жидкого металла ванны при Т:; Ч - скорость сварки;с 1 - удельная мощность электронноголуча;т 1 - эффективный КПД.Отсюда угол наклона передней стенки5 канала проплавления к оси электронноголуча равен(р= агс 1 д р+т 2 с 1 Ч10 Сомножитель с 1 т 2/(т 1+ т 2) определяет удельную мощность источника тепла, выделяемую на передней стенке канала, где г 1 рассчитывается по выражениюРолг15где г - радиус электронного луча.При углах наклона оси отклоненноголуча к оси электронной пушки, меньших ср, тепловой источник, формируемый отклоненным лучом, воздействует на переднюю стенку канала и не обеспечивает необходимый доступ тепловой энергии в корневую часть канала для выполнения качественного соединения. Когда угол наклона оси отклоненного луча к оси пушки больше ,или точка пересечения этих осеи в зоне сварки нахо дится выше поверхности свариваемого металла, тепловой источник, формируемый отклоненным лучом, воздействует на заднюю стенку канала проплавления, что тажке не 30обеспечивает необходимый достуг, тепловой энергии в корневую часть канала.Таким образом, при реализации способав процессе электронно-лучевой сварки действуют два тепловых источника, один из которых является основным и действует в моменты, когда луч неотклонен. Этот источник тепла воздействует на переднюю стенку канала проплавления и осуществляет плавление основного металла. Второй источник тепла является дополнительным и действует в моменты отклонения луча с его двойным 40 преломлением. Этот источник тепла воздействует на корневую часть канала и осуществляет дополнительный ввод тепловой мощности луча. Распределение моцности между обоими источниками тепла определяется скважностью импульсов отклонения 45 луча (отношением длительности цикла кдлительности импульса) и может меняться путем изменения соотношения длительностей импульса и паузы сигналов в отклоняющих катушках.50Примгр. Сварка стали 12 Х 18 Н 10 Т толщиной 18 мм производилась на установке ЭЛЧ - Ч с энергетическим комплексом У - 250 А.На торце электронной пушки устанавли валась дополнительная отклоняющая система, обеспечивающая двойное преломление луча. Режим сварки следующий: ускоряющее напряжение 28 кВ, ток луча 280 мА,1286373 Формула изобретения ср= агс 1 д Р+ц т 1 з т 2 у= агс 11 т р+Ц т 1 э та 20 Составитель Г. КвартальноваРедактор Т.Митейко Техред И. Верес Корректор А. ТяскоЗаказ 7625 с 13 Тираж 998 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4 с 5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 скорость сварки 2,8 мм / с. В процессе сварки электронный луч расщепляли во времени на два тепловых источника за счет подачи на отклоняющие катушки электронной пушки прямоугольных импульсов тока, формируемых генератором прямоугольных импульсов типа Г 5 - 54 и усиливаемых усилителями мощности типа У 7 - 3. Частота следования импульсов составляла 350 Гц, скважность 3,3, что обеспечивало соотношение мощностей источника тепла, формируемогоО неотклоненным лучом, и источника, формируемого отклоненным лучом при его двойном преломлении соответственно 70 и ЗОЯ. Необходимый угол наклона оси отклоненного с двойным преломлением электронного луча относительно продольной оси пушки рассчитывали по формуле При р= 7,9 10 кг/м, = 2,75 10 Дж/кг, с 1= 8,7 10" Вт/м-, и т 1:= 0,7 необходимый угол ср составлял 9".В процессе сварки по предлагаемому способу достигается высокое качество сварных соединений, что выражается в благоприятной геометрии шва, близкой к прямоугольной, и отсутствием корневых дефектов в результате дополнительного ввода тепловой энергии в корневую часть каналапроплавления,Способ электронно-лучевой сварки с образованием канала проплавления, при котором электронный луч периодически. отклоняют по прямоугольному закону, отлсяаюи 4 ийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, в моменты отклонения луча производят его двойное преломление в плоскости стыка, при этом ось отклоненного луча направляют параллельно передней стенке канала с пересечением продольной оси электронной пушки в точке, расположенной ниже поверхности свариваемого соединения, под углом, определяемым по формуле где р - плотность свариваемого металла;5 - теплосодержание жидкого металлаванны при Т;Г в скорос сварки;т - длительность импульса отклоненного луча;т - длительность паузы;с - удельная мощность электронноголуча;т 1; - эффективный КПД.