Способ завершения шва при электронно-лучевой сварке

И 49928 1)4 К 15 00 Е ИЗ ВИДЕТЕ АН БРЕТЕНИЯ ТВУ РСК(56) Заявка Японии Р 56-165571,кл. В 23 К5/00, 1 9. 1 2 . 81 .Маггп РЬ. СЬаг 1 ввоцх СЬ сге М, Ехашеп дея РгоЫешевКерагг 1 оп с 1 ев Оейацгв раг Та 1 ясеоцйЕ 1 есггопя - Ьпй С.Л.Б.Г.Г.Е. Бесопд 1,о 11 ояце 1 пгегпагопа 1 Боцйаееге Гця 1 оп Раг Го 1 всеацх 0 Е 1Ач 1 япоп, 5-8 БерсепЬге. - 1978165,Зеягег А., КацраеЬ Н., БсЬпе 1 йег А., Бр 1.е 1 Р. Чегвцепе гцг Егв 1 е 1 цпя е 1 пея рогепГгецп Бс 1 пе 1 ввпоЬгаця 1 ацйв - 2 пй С,1,Б,Г.Г.Е БесопаСо 11 оВце 1 пгегпагьопа 1 Боц 6 а 8 е еС Гця 1.оп раг Га 1 ясеацх йЕ 1 есггощ, Ачдпоп,5-8, БергешЬге - 1978, р. 101-10(54) СПОСОБ ЗАВЕРШЕНИ ШВА ПРИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКЕ(57) Изобретение относится к электронно-лучевой сварке, в частности ктехнологии окончания процесса сваркии может быть использовано в различных юл; У Соп Ьев а1 а есггопя р. 5 бракамаксим талеи. 3 ь СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСК Я РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ областях машиностроения для сварки деталей средних и больших толщин круговыми и кольцевыми швами. Целью изобретения является повышение качества сварных соединений путем предотвращения дефектов 4 ормирования металла шва. На этапе 1 процесса сварки параметры режима выбирают из условия полного проплавления свариваемых кромок. На этапе 11 скорость сварки уменьшают от рабочего значения до нуля. Одновременно снижают мощность электронного луча или ток сварки при постоянном ускоряющем напряжении по закону, обеспечивающему глубину проплавления на этапе 1. На этапе 111 с момента уменьшения скорости сварки до нуля в сварочную ванну вводят присадочную проволоку до момента достижения мощности луча, равной 0,05-0,3 оси мощности на этапе". Продолжительность этапа 111 выбирают из условия обеспечения заполнения парогазового канала присадочным материалом. На этапе 1 Ч прекращают подачу присадочного материала, а мощность луча снижают до нуля по линейному закону.При этом существенно снижается проценти устраняется ограничение поальной толщине свариваемых де1 134Изобретение относится к электронно-лучевой сварке, в частности к технологии окончания процесса сварки, и может быть использовано в различных областях машиностроения для сварки деталей средних и больших толщин круговыми и кольцевыми швами.Цель изобретения - повышение качества сварных соединений путем предотвращения дефектов Формирования металла шва.На Фиг.1 показан график изменения скорости подачи присадки; на фиг,2 график изменения мощности луча; на фиг.3 - график изменения скорости сварки по этапам на участке завершения шва.Завершение шва начинается после 1 этапа, который отражает процесс рас-, плавления кромок стыка по всему периметру шва при оптимальных заранее определенных значениях мощности электронного луча (Г ), тока фокусировки (1 ) и скорости сварки (7, ). В качестве независимой переменной выбирают скорость сварки. На 11 этапе скорость сварки по некоторому, чаще всего прямолинейному закону, уменьшают от рабочей до нулевой. Одновременно при этом снижают мое:,ность электронного луча или ток сварки (1,е, при,постоянном ускоряющем напряжении по закону который в каждой точке участка замыкания обеспечивает неизменную глубину проплавления, равную глубине проплавления на 1 этапе, Закон изменения тока сварки определяют экспериментально путем математической обработки методом регрессивного анализа глубины проплавления в Функции параметров режима. Например, при сварке титановых сплавов с использованием электронно-лучевой пушки с ускоряющим напряжением 60 кВ глубину проплавлее ния можно выразить уравнением Ь = 51,28 + 0131 1 се 22 се ее се111 этап характеризуется отсутствием взаимного перемещения луча и свариваемых детал:й (Ч, = О). С момента уменьшения скорости сварки до нуля в сварочную ванну вводят присадочную проволоку., а мощность луча продолжают нижа.гь до значения 0,05- 0,3 от первоначальной Р. Продолжительность 1 этапа выбирают из усло 9928 2вия обе печения заполнения парогазового канала присадочным материалом.Закон уменьшения мощности луча наэтом этапе выбирают, как правило,прямолинейным или определяют по уравнениям, подобным указанному, исходя изпостоянства скорости изменения глуби йны проплавления ( = сопвС), 1 О ЬСНа 17 этапе прекращают подачу присадочного материала, а мощность лучаснижают до нуля по линейному закону.Уменьшение мощности луча на 111 5 этапе до значений, составляющих 0,050,3 Р , обусловлено необходимостьюрасплавления присадочного материала.Если при электронно-лучевой сваркеметаллов средних и больших толщин ис 20 пользуются мощности луча 6-50 кВт, адля расправления присадочной проволоки диаметром 1-2,5 мм достаточна мощность луча 1,5-2,5 кВт, процентноеотношение минимальной мощности луча, 25 необходимой для расплавления присадки, составляет 5-302.П р и м е р 1 Выполняют электронно-лучевую сварку трубчатых деталей из стали кольцевым швом (наруж- ЗО ный диаметр 92 мм, толщина стенки18 мм) на технологической подкладкетолщиной 1 О мм, Режим сварки: ускоряющее напряжение 30 кВ, ток сварки220 мА, угловая скорость сварки0,05 с , скорость подачи присадочной проволоки1,2 мм марки 50 мм/с.На 11 этапе скорость сварки снижаютдо нуля по прямолинейной зависимостиза 4 с, ток сварки уменьшают за это л 0 время до 180 мЛ по прямолинейной за 1 сввнсимости= 10 мл/с. Объем паа . рогазового канала при таком значении по ранее выполненному проплаву составляет около 250 ммПри выбранных диаметре и скоростиподачи проволоки величина 0,е- 50 мм /с. Следовательно, длительность 11 этапа е = 250/50 = 5 с, 50Уменьшение тока сварки до 40 мА принеподвижных деталях производят за 5 ссо скоростью 28 мЛ/с, что составляеч- О 8 от первоначаьного значенияЗатем снова увеличивают угловуюс. орость до 0,05 с и производят на.)5плавку валика.Визуальный и рентгеновский контро-.ли. а также исследованимакро- импкрошлифов показывают отс утствиеЗОформула изобретения Способ завершения шва при электронно-лучевой сварке, при котором скорость сварки и мощность луча уменьшают до прекращения относительного перемещения свариваемых деталей и луча, сохраняя неизменной глубину проплавления, а затем уменьшают мощность луча до нуля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения качества сварных соединений путем предбтвращения дефектов формирования металла шва, при достижении мощности луча 0,05-0,3 от мощности луча. в режиме сварки в сварочную ванну подают присадочный материал в течение периода времени, определяемого выражением 7 кМЭлр 3 13499внутренних и внешних дефектов в кольцевых швах,П р и и е р 2. Выполняют электронно-лучевую сварку трубчатых дета -5лей из титанового сплава кольцевымшвом (наружный диаметр 1400 мм, толщина стенки 100 мм) в нижнем положении на подкладном кольце толщиной30 мм. Режим сварки: ускоряющее напряжение 60 кВ, ток сварки 600 мЛ,угловая скорость сварки 1/720 сскорость подачи присадочной проволоки 35 мм/с. На 11 этапе снижение скорости сварки до нулевой производятпо прямолинейному закону в течение6 с. Ток сварки при помощи системыпрограммирования режимов сварки уменьшают по указанной формуле для Ь. ДляЬ = 100 мм при текущем значении 1,600-370 мА получают100 = 51,28 + 0,1311 св 2 ф 2 Чсе 473Значение 7 по заранее определенКЪному проплаву составляет 1000 мм , а 25. величина 9 р = 100 мм /с. Длительность11 ) этапа 10 с. Уменьшение 1 за 1 О спроизводят по прямолинейной зависимости (тангенс угла наклона которой32,5 мА/с 1 до величины 30 мА, чтосоставляет 0,05 от первоначальногозначения 1, . Послепрекращения подачи присадочной проволоки и снижениямощности до нуля заканчивают процесссварки.Рентгеноконтроль, исследованиемакро- и микрошлифов поперечных сечений соединений показывают отсутствиедефектов как на участке замыкания шва,так и на других участках. 40Попытка произвести плавление присадочной проволоки при токе пучка25 мА (-0,04 от 1, ) оказалась неудачной из-за нерасплавления присадочной проволоки. Выполняли электронно-лучевую сварку.П р и м е р 3. Выполняют электронно-лучевую сварку круговым швомфланца диаметром 240 мм и крьппки толщиной 15 мм из стали в нижнем положении на весу. Режим сварки: ускоряющее напряжение 60 кВ, ток сварки160 мА, скорость сварки 20 мм/с, скорость подачи присадочной проволокидиаметром 0,8 мм из стали 20 мм/с. 28После сварки стыка скорость уменьшают до нулевой за 4 с по прямолинейной зависимости (11 этап), ток сварки при этом снижают по параболической зависимости до 75 мА.Экспериментально установленное значение 7, = 18 мм , а величина Орь5- 9,6 мм /с, следовательно,- 18/9,6 = 2 с, Снижение тока от 75до 48 мА (0,3 от тока сварки) производят за 2 с по прямолинейному закону (111 этап)После прекращения подачи присадочной проволоки снижаютмощность по линейному закону до нуля.Контроль качества и испытания ме-.ханических свойств соединений показывают отсутствие дефектов и удовлетворительную работоспособность соединении.По сравнению с известным использование предлагаемого способа позволитсущественно снизить процент брака,устранить ограничения по максимальнойтолщине свариваемых деталей, добитьсяповышения работоспособности соединений и обеспечит хороший товарныйвид изделия. где Ч - объем парогазового канала при относительно неподвижных деталях и луче; 8 - объемный расход присадочного материала в единицу времени.4 Риг. ректор М.Шароши акаэ 5217/1 дписн едприяти фическое Редактор И. Горна ВНИИПИ и 3035, Производственно-пол Составитель Г.Квартальнова Техред Л.Олийнык К Тираж 970Государственного комитета СССРелам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д,Ужгород, ул, Нроелтцая,