Способ лучевой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСО 1 АЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕТЕНИ Е ИЗОБ ИДЕТЕЛЬСТВ осно ГОСУДАРСТВЕ НЫЙ КОМИТЕТГ 10 ИЭОЬРЕТЕНИЯМ И 01 КРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ С(71) Московский энергетический институт(56) Заявка Японии Мг 60-109385, кл. В 23 К26/00, 23.05,85.(54) СПОСОБ ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ(57) Изобретение относится к сварке, в частности к технологии лучевой сварки высококонцентрированными источниками энергииизделий из металлов и сплавов, склонных крекристаллизации под действием термического цикла сварки, таких как тугоплавкиеметаллы, деформированные стали, сплавына ве меди. алюминия, титана идр,и)О.,н 1 703334 А 1(51)5 В 23 К 15/00. 26/00 Цель изобретения - повышение качества сварных соединений, Погружением свариваемого изделия 1 в жидкость 3 на глубину д, определяемую теплофизическими свойствами металла свариваемого изделия 1 и жидкости 3, обеспечивают заданный режим охлаждения и достижение высоких механических свойств сварного соединения. При сварке электронным лучом 5 в качестве жидкости 3 используют вакуумное масло, не изменяющее степень вакуума, Производительность процесса получения сварных соединений при электронно-лучевой сварке увеличивается за счет уменьшения времени выдержки изделия в сварочной камере в процессе послесварацного охлаждения до заданной температуры.2 3.и. ф-л ы, 1 ил.Из".бретени; глт; ится к с..л.е, е часгност", . гехноло 1 -; невой ь,;, и высо;оКОНЦЕ 1,ТРИРООа,П,лт; И ТОл;:1;:ЗЛ:И ЭНЕРГИИиздлий из спл" О-: металл".о и спгаоол,С:,ЛО 1 ГНЫХ К РЕК.,;,; айаг.,тИЗЗЦ,1.1 ПОГл ДпйСТОИЕ 1 Л тс.р;ЛИЧЕСКОГО 1, Гл а (СВ: .1 -:,ИХ КЗКту 1 сг,л;- кие м талг,.-; дефис рлти 1 пооанныестали, Гплавы на Осьоое ле,".д, алюминия,титана и др,(1 ГТ 1 ью изобрегг пня Являо 1 сй повышение кзчества созр 11 ых соедф 1 н "ни 111,1 ф - гРа чертеже изот=жена схема осуществления способа лучевой свар; и.Соариваемое из,алие 1 потлещают ввз 1 п 1 у 2, в которой находится хл 1 лкость 3. С 15потлоьцью генера 1 ора , (электронно-лучевойпушки или лазера) фолиру 1 ОТ в 1.сокоэнергетич,1 ый луч 5, ОторГ,1 й напрзоля 1 ОТ в зону6 сварки сквозь сле.", ткидкссти 3. Толщинаслоя выбирается из ус-,овия отвода теплоты, 20введенной в зону б сварки, чтО 1,ы температура нагрева металла сзариваемого изделия1 у линии сплаоления с метал, ом свободного шва не превь 1 шает температуры его рекристаллизации. Количество теплоты, 25введенное в зону 6 . варки, определяетсяудельной мощностью флсточника (электронного или лазерного луча 5) по формуле30ЦзффЧуд - -нсв игде аз ф - эффектиен-я тепловая мощность луча, кал/с;чв - скорость сваки, см/с; 35 и - глуби:1 а пропгавления (при сквозном проплавлении величина Ь соответствует толщине соар,1:зел.ого изделий о зоне сварки), см.Из условия равен".тва тепловых потоков 40 в зоне 6 сварки с использовз 1 ием метода анализа размерностей тложет бь 1 ть определена толщина д слой жт 1 дкости 3 над пооерхность 1 о свариваемого изделия 1:д 5. 1 - 3 Ч:".-,- Т-,где а - козффицие 11 т тел 1 ператур.тп ро водности сгриоаемо 1 О ма-,ес 11 алэ, см /с;2л - коэффи.,иант т.-плопрооо.1 ости ва-,50 куул 1 ного л 1 асла, кзл/см с град;Т -температура р . кр 11 Гтз "лиззц 11 и лтатеризлз, град,Дгй пооыш-н 11 й 3 .(ект 11 онэст 11 тегтлоцг отвода из зонь: 6 со;пки в жидкость 3 и ул 1 еньш.н 1 я тогн 1,1 ы д сгой может быть использована 1:11 нуд тельная ц 1 р;лоция ж 11 дхо".ти,з о".,1111 гл 13 ьэвест 1 ьх Г п особов. 11 апример путем меха 11 ицеского перемешиоания с по 1 лошью крыльчатки 7. Перемеще.1 е свзриолел;ого издслий 1 относитсльно луча 5 Осуществляется с помощью механизма 3 перемео 1 ения, Между генераторо 1 л 4 и пооерхност 1 .О ванны 2 с жидкостью 3 устанавливается металлический экран 9, преплтстоу 1 ои;ий рассеивани 1 о капель жидкости 3, образующихся в результате воздействия на нее луча 5 Для прохождения луча 5 к зоне 6 сварки в экране имее 1 ся отверстие,Благодаря тому, что свариваемое изделие погружз,от в жидкость, обеспечивается требуемый режим охлаждения и достигаются высокие механические свойства сварного соединения, причем использование в качестве охлаждз 1 ощей жидкости вакуумного масла при использовании в качестве источника энергии электронного луча не нарушает требуемого для осуществления процесса электронно-лучевой сварки вакуума.Практическая реализация способа осуществлена на электронно-лучевой установке ЗЛА-5 М при сварке пластин из деформированного л 1 олибденового сплава ЦМ 10-ВД толщиной 1,15 мм. Режим сварки: ускоряющее напряжение 60 кВ; ток луча 40 мА; скорость сварки 90 л/ч(2,5 сл/с), Эффективная тепловая мощность процесса сварки составляет 520 кал/с, а удельная тепловая мощность процесса сварки 1800 кал/смл. Теплофиэические константы: коэффициент температуропроводности молибдена а = 0,018 см /с, коэффициент теплопроводности вакуумного масла марки ВМ1=3,55 10 кал/см с град. Температура рекристаллизации сплава Тр = 1500 С, Толщина д слоя вакуумного масла, который обеспечивает требуемые условия теплоотвода в зоне сваркид = 5 10="0,3 см,Л 1 рИз вь 1 полненнь 1 х электронно-лучевой сгарки сварных пластин, сваренных по данному способу сварки под слоем вакуумного масла тольциней д - 3 мм, изготовлень 1 Образцы, которые испытывают на угол загиба, Испытания показзли, что угол загиба сварных образцов находится в пределах 110- 160 град. При электронно-лучевой сварке таких же пластин иэ сплаоз ЦМ 10-ВД без Охлаждения в процессе свзрк 11 в оакуумном масле угол згниба сварных образцов составляет 40-гт 0 грэд. В исход.лом состоянии сплав ил 1 еет угол загиба 130-160 град.Способ позволяет получзть сварные соединения с высо.ими механическими соой1703334 Составитель И,фроловТехред М.Моргентал Корректор М,Кучерявая Редактор С.Пекарь Заказ 23 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушскад наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 стга;,и и увеличить о 5 щуо прг дзводительность процесса получения сварных соединений при электронно-лучевой сварке за счет уменьшения времени выдержки изделия в сварочной ка. ере в процессе ее охлаждения до температур, при которых металл сварного соединения не взаимодействует с газами, входящими в состав атмосферог воздуха.Формула изобретения 1, Способ лучевой сварки, при котором луч направляют в зону сварки свариваемого изделия через слой жидкости на его поверхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, свариваемое изделие погружают в жидкость, а толщину слоя жидкости над поверхностью свариваемого изделия устанавливают из условия д,10 - з Чул аЛгде д- толщина слоя жидкости над поверхностью свлриваемого изделия, см;5 а - коэффициент температуропроводности металла свариваемого изделия, см /с;2А- коэффициент теплопроводностижидкости, кал/см с град;ТР-температура рекристаллизации ме талла свариваемого изделия, град.2. Способ по и, 1, о тл ич а ю щи й с ятем, что в процессе сварки осуществляютпринудительную циркуляцию жидкости поповерхности свариваемого изделия.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что при сварке электронным лучомв качестве жидкости используют вакуумноемасло.