Способ управления процессом однопроходной электронно лучевой сварки со сквозным проплавлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЕСПУБЛИК 9) .ъЖ 02)5 В 23 ЫЙ КОМИТЕТЯМ И ОТКРЫТИ ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНПРИ ГКНТ СССР Е КА Патона ПастуЕССОМ -ЛУЧЕ- ЛАВЛЕе, вчастектртол щин Ж Ы АНИЕ ИЗО ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Заявка Японии М 60 - 227974,кл. В 23 К 9/12, 13.11,85,154) СПОСОБУПРАВЛЕНИЯ ПРОЦОДНОПРОХОДНОЙ ЭЛЕКТРОННОВОЙ СВАРКИ СО СКВОЗНЫМ ПРОПНИЕМ(57) Изобретение относится к сваркности к управлению процессами элно-лучевой сварки изделий больших 1683933 А со сквозным проплавлением, Цель изобретения - повышение качества сварных соединений изделий больших толщин путем обеспечения равномерного формирования сварного шва по всей его высоте. В процессе сварки измеряется высота Ь 1 усиления 7 и высота Ь 2 корневого валика 8 сварного шва. Вычисляется отношение высот, Положение фокуса электронного пучка по высоте сварного шва устанавливается в соответствии с условием 0,5Ь 1 й 21,05. Изобретение позволяет стабилизировать гидродинамические процессы в сварочной ванне, что обеспечивает получение качественных сварных швов с плотной литой зоны, 1 ил.Изобретение относится к сварке, в частности к управлению процессами электронно-лучевой сварки изделий больших толщин со сквозным проплавлением,Цель изобретения - повышение качества сварных соединений изделий больших толщин путем обеспечения равномерного формирования сварного шва по всей его высоте.На чертеже представлена схема устройства для реализации способа,Для управления процессом однопроходной электронно-лучевой сварки со сквозным проплавлением в качестве регулирующего параметра используют положение фокуса электронного пучка по высоте сварного шва, В качестве управляемого параметра процесса сварки, характеризующего формирование сварного шва, используют отношение высот усиления и корневого валика сварного шва.При перефокусировке электронного пучка получаемый сварной шов имеет высоту корневого валика, превышающую высоту корневого валика сварного шва с технологически оптимальным сечением. При недо- фокусировке получаемый сварной шов имеет подрез в корневой части, В обоих случаях качество сварного шва не удовлетворяет технологическим требованиям,Регулированием положения фокуса электронного пучка по высоте сварного шва по соотношению высот усиления и корневого валика сварного шва предотвращают вытекание металла с обеих сторон сварного соединения и гарантируют получение высококачественного сварного шва.Положение фокуса электронного пучка по высоте сварного шва задают по соотношению0,95- ( 1,05Ьгцгде Ь 1 - высота усиления сварного шва, мм;пг - высота корневого валика сварного шва, мм.Диапазон границ соотношения высот Ь 1 Вг в пределах 0,95 - 1,05 является оптимальным с точки зрения автоматического регулирования и получения гарантированного качества литой зоны сварного шва, Для хорошо свариваемых материаловфотклонения 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 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 этомслучае диапазон 0,95й 1/Ьг1,05 ограничивается допуском + 1.5 Поддерживая положение фокуса электронного пучка в соответствии с отношением0,95 ( -1,05, обеспечивают равномерЬпгность формирования сварного шва по всей10 его высоте, а следовательно, и его высокоекачество,Устройство для реализации способавключает датчик 1 регистрации сигналов отзоны формирования сварного шва, который15 через блок 2 обработки сигнала датчика 1 иблок 3 сравнения и выдачи управляющегосигнала связан с исполнительным устройством 4.Выход испонительного устройства 4соединен с фокусирующей системой элект 20 ронно-лучевой пушки 5. Зеркала 6 служатдля передачи изображения из зоны сварки,Способ управления процессом однопроходной электронно-лучевой сварки сосквозным проплавлением включает следую 25 щие операции: установку параметров режима сварки; регистрацию сигналов датчиком1 от расплавленного металла усиления 7 икорневого валика 8 сварного шва; вычисление в блоке 2 обработки сигнала датчика 130 высоты Ь 1 усиления 7 и высоты пг корневоговалика 8; определение соотношения высотй 1- и сравнение полученной величиныцгсоотношения с заданными пределами35 Ь0,95 ( - ( 1,05 в блоке 3 сравнения иЙгвыдачи управляющего воздействия.При -0,95 фокус электронного пучЬ 1пгка заглубляется в корневую часть сварногошва, При -1,05 фокус электронногоЙ 1пгпучка поднимается к лицевой поверхностисвариваемого изделия,В результате проведенного сравнения вблоке 3 вырабатывается сответствующийуправляющий сигнал, который посредствомисполнительного устройства 4 отрабатывается в фокусирующей системе электроннолучевой пушки 5.Фиксация излучения от расплавленногометалла усиления 7 и корневого валика 8сварного шва со стороны непровареннойчасти стыка осуществляется датчиком 1 спомощью воспринимающих зеркал 6. Вкачестве датчика 1 может использоваться телевизионная камера, снабженная нейтральным светофильтром, Информация отзоны сварки поступает в блок 2, в котором1683933 Составитель И.ФроловРедактор И.Касарда Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий Заказ 3466 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 определяются высота Ь усиления 7 и высота Ьр корневого валика 8 и выполняется преобразование в электрические сигналы. В блоке 3 вычисляется соотношение электрических сигналов, пропорциональных высо та м Ь и 62. Резул ьтат соотношения сравнивается с заранее установленными пределами и выдается воздействие на исполнительное устройство 4, регулирующее положение фокуса электронного пучка по 10 высоте сварного шва.Устройство регулирует положение фокуса электронного пучка, что обеспечивает равномерное формирование сварного шва 15 по всей его высоте.Способ опробировался при сварке горизонтальным электронным пучком стали 1 Х 8 Н 9 Т толщиной 60 мм с использованием в качестве датчика телевизионной камеры 20 КТП. Режим сварки: Оу = 60 кв; Ы = 350 мА;ф = 890 мА; Чсв = 2,5 мм/с;= 180 мм,Осуществлялась развертка пучка по окружности ф 1,2 мм с частотой 1 = 240 Гц. Формирование усиления и корневого валика 25 сварного шва происходило плавно без резких переходов по высоте в пределах 1,6-2,0 мм, беэ разбрызгивания и вытекания расплавленного металла, Изменение то- ка фокусировки 1 ф в процессе сваркй под держивали науровне +4 мА, Контроль швов при помощи у.просвечивания, ультразвуковых и металлографических исследований поперечных шлифов дефектов не выявил.Устранение подрезов сварного шва, 35 гарантированное при автоматическом регулировании положения фокуса электронногопучка, предотвращает опасность замедленного разрушения от поверхностных концентраторов в процессе сварки и вылеживанияперед термообработкой закаливающихсясталей. Кроме того, активная оптимизацияуровня фокусировки стабилизирует гидродинамические процессы в канале проплавления, обеспечивая уплотнение литой зонысварного шва,Ф о р мул а и зоб рете н и яСпособ управления процессом однопроходной электронно-лучевой сварки сосквозным проплавлением, при котором падаметры процесса сварки регулируют по измеряемым геометрическим параметрам .сварного шва, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества сварных соединений изделий больших толщин путемобеспечения равномерного формированиясварного шва по всей высоте сварного соединения, в качестве геометрического параметра сварного шва используют отношениевысоты усиления к высоте корневого валикасварного шва,а в качестве регулируемогопараметра процесса сварки используют положение фокуса электронного луча по толщине свариваемого соединения .всоответствии с условием0,95 -1,05,Ь2где Ь - высота усиления сварного шва, мм;Ьг - высота корневого валика сварногошва, мм,