Способ электронно-лучевой сварки

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ;В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова (72) Г.А.Замрий(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к электронно-лучевой сварке и может быть использовано в различных областях машиностроения при сварке трудносвариваемых сплавов. Целью изобретения является улучшение формирования металла шва путем устранения кратеров,образующихся в процессе сварки, иповышение стабильности проплавления,Способ состоит в том, что предварительно на образце после сварки статическим лучом измеряют расстояниемежду кратерами и определяют частотуих образования. Затем выполняют сварку с колебаниями луча в плоскостистыка с частотой, равной 1-6 частотобразования кратеров, и амплитудой,равной расстоянию между ними, Припериодическом отклонении электронноголуча в плоскости стыка условия эвакуации паров металла улучшаются ивремя рассеяния паров сокращается.2 табл.1 13Изобретение относится к электронно-лучевой сварке и может быть использовано в различных областях машиностроения при сварке трудносвариваемых сплавов.Цель изобретения - улучшение формирования металла шва путем устранения кратеров, образующихся в процессе сварки, и повышение стабильности проплавления.Способ состоит в том, что предварительно на образце после сварки статическим лучом измеряют расстояние между кратерами и определяют частоту их образования. Затем выполняют сварку с колебаниями луча в плоскости стыка с частотой, равной 1-6 частот образования кратеров, и амплитудой, равной расстоянию между ними.Зная скорость сварки и расстояние между кратерами при сварке без колебаний, частоту образования кратеров можно определить из выраженияР = - " Гц Чск кр Ь ф ф кргде Ч,п - скорость сварки, мм/с;Ь - расстояние между кратерамикрпри сварке лучом без колебаний, мм.При сварке без колебаний частота образования кратеров определяется временем рассеяния паров в условиях воздействия луча. При периодическом отклонении луча от места скопления паров условия для их эвакуации улуч- шаются и требуемое время на рассеяние паров сокращается более чем в 6 раз. Отсутствие кратеров наблюдается в интервале частот от Р до 6 Р . За пределами этого интервала частот кратеры возникают вновь, и при значительном превышении верхнего предела частота их появления приближается к частоте нри сварке без колебаний. Для уменьшения чешуйчатости шва и крупных наплывов, связанных с периодическим воздействием источника нагрева, сварку целесообразно выполнять с частотой колебаний луча, близкой к верхнему пределу, т.е.Р=б РрАмплитуда колебаний должна быть равна расстоянию между кратерами, чтобы обеспечить возможность эвакуации паров без воздействия электронного луча. При амплитуде, меньшей расстояния между кратерами, они по 18367 2 1 40 щие с частотой колебаний.Влияние амплитуды колебаний луча 50 на процесс образования кратеров излучают при частоте колебаний 2,5 Гц (5,5 Р. ). Результаты экспериментов приведены в табл. 2. Т а б л и ц а 2 55 5 10 15 20 25 30 являются с тем большим интервалом, чем больше амплитуда колебаний луча.Увеличение амплитуды колебания луча более Ь не вызывает образования кратеров, Это объясняется тем, что если эвакуация паров при отклонении луча на какое-то расстояние от кратера успевает произойти полностью, то она тем более произойдет при удалении луча на большее расстояние. Однако применение продольных колебаний луча с амплитудой, превьппающей Ь , не имеет смысла, так как снижается плотность мощности источника тепла и уменьшается глубина проплавления,.П р и м е р. Выполняют электроннолучевую сварку ниобиевого. сплава ВН 7, содержащего 40-45% титана без и с колебаниями луча в плоскости стыка. Сварку осуществляют на следующем режиме: ускоряющее напряжение 60 кВ, ток луча 20 мА, скорость сварки 8 м/ч (2,2 мм/с). При сварке статическим лучом усиление шва формируется с периодическим образованием кратеров с расстоянием 5 мм, При этом частота их появления равна 0,45 Гц. Исследование влияния частоты колебаний производят при постоянной амплитуде, равной расстоянию между кратерами, т.е. 5 мм. Результаты экспериментов,приведены в табл. 1. Р,Гц 0 0,45 1 2 3 5 7 50 Р, Гц 0,45 0,45 --- 0,15 0,2 0,4 Кратеры отсутствуют в интервале частот 0,45-3 Гц, или от Рр до б,б Р . При частоте колебаний луча, равной частоте образования кратеров,на поверхности шва образуются наплывы, вызванные периодическим воздействием электронного луча и возникаюА,мм 0 2 3 4 5 б 7 Ь , мм 5 7 10 14 крГ (1 - 6)ЧсВл 1. где Ч - скорость сварки, мм/с;- расстояние между кратерамикпри сварке лучом без колебаний, мм,и амплитудой, равной .кР Составитель Г.КвартальноваРедактор С,Патрушева Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга Заказ 2458/10 Тираж 975 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, гУжгород, ул . Проектная, 4 3 13183При увеличении амплитуды колебаний луча кратеры возникают все реже, и при амплитуде равной 5 мм исчезают совсем. Дальнейшее увеличение амплитуды не вызывает появления кратеров.Эксперименты по сварке на других режимах (изменение тока луча от 10 до 50 мА и скорости сварки от 8 до 40 м/ч) подтвердили правильность принципа выбора параметров продоль ных колебаний луча.Использование предлагаемого способа электронно-лучевой сварки сплавов, содержащих легкоиспаряющиеся элементы, обеспечивает устранение 15 кратеров на поверхности шва и улучшение его формирования, что способствует повышению качества и прочности сварного соединения, повышение ста" бильности глубины проплавления, что 20 предотвращает несплавления в корне шва. 67 4 Формула изобретения Способ электронно-лучевой сварки металлов, содержащий легкоиспаряющиеся элементы, при котором отклоняют луч в плоскости стыка, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью улуч" шения формирования металла шва путем устранения кратеров, образующихся в 1 процессе сварки, и повышения стабильности проплавления, отклонение луча осуществляют периодически с частотой, определяемой выражением