Способ электронно-лучевой сварки

СО 1 ОЭ СОВЕТСК СОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 10 А 169 5 О 15 0 5 О 5 В ГОСУДАРС ПО ИЗОБР ПРИ ГКНТ Е ННЫ й КОМИТ Е ТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМСР ИЯАНИЕ ИЗОБРЕ ВТО ния, равн где д - толщина соедин0,01,0,1 м;а - коэффициент температсти свариваемого металла, м2зО - ПЛОтНОСтЬ СВдРИВаЕкг/м;Япл. - теплосодержание сны при температуре плавленТкип. - тем пе ра тура к и исварочной ванны, С;К - коэффициент пропорцравный 3,6 10- м /Дж С.В процессе отработки техки установлено, что корневформируется равномерно, когсти расплавленного металла Рствует сила давления Рд вканале 4. Это препятствует сплавленного металла в корнеи формированию его в виде квом приближении можно приталлоемкость корневого валипри выбранной технологии ропроводнос;ого металла,варочной вания, Дж/кг;ения металла иондльности нологии свар- ОЙ ВдЛИК ШВд да силе тяже, противодейпарогазовом теканию расвой части шваапель. В пернять, что мека постоянна сварки, Тогда- , м/ч,кип. УУ СВИДЕТЕЛЬ ТВ(56) Заявка Японии 1 Ф 52-36969,кл, В 23 К 15/00, 19.09.77,Кораб Г.Н, и др. Формирование кольцевых швов на толстостенных трубах при электронно-лучевой сварке. - Автоматическаясварка, 1975, М 7, с. 31 - 34.(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙСВАРКИ Изобретение относится к технологииэлектронно-лучевой сварки конструкций изметаллов средних и больших толщин сосквозным проплавлением,Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путем формирования равномерного корневого валика.На фиг.1 представлена схема сил, действующих на металл корневого валика приэлектронно-лучевой сварке на спуск наклонного стыка; на фиг.2 - схема сил, действующих на металл корневого валика при сваркена спуск вертикального стыка,Способ заключается в ориентации свариваемого стыка 1 под углом а к вертикальной оси У. Луч 2 ориентируют по нормали кповерхности соединения 3, Стык 1 устанавливают вертикально или под углом не более30 к вертикальной оси. Сварку осуществляют на спуск со скоростью, определяемой извыражения(57) Изобретение относится к технологии электронно-лучевой сварки конструкций из металлов средних и больших толщин со сквозным проплавлением, Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путем формирования равномерного корневого валика, Свариваемый стык ориентируют вертикально или под углом к вертикальной оси. Луч ориентируют по нормали к поверхности соединения, а сварку осуществляют на спуск со скоростью, определяемой из выражения, приведенного в формуле изобретения, 2 табл 2 ил5 10 15 20 25 30 35 40 в=К ровод талла ои ван/кг;металла 01 ности косвенными параметрами, характеризующими это условие, являются плотность р и температура кипения Ткип свариваемого металла, а само условие реализуется при сварке на спуск. Вторым условием стабиЛьного и равномерного формирования корневого валика является снижение теплоотвода в корневой части шва, Перекос металла корневого валика осуществляется импульсами, так как парогазовый канал все время пульсирует, Каждая порция расплавленного металла 5 корневого валика должна слиться с предыдущей порцией 6 до того, как металл закристаллизуется, Параметрами, характеризующими температурную обстановку в корневой части шва, являются коэффициент температуропроводности а и теплосодержание сварочной ванны при температуре плавления Япл, Чем меньше а и больше Япв, тем лучше формируется корневой валик, Параметром режима, регулирующим температурную обстановку и периодический перенос металла корневого валика, является скорость сварки. Мощность луча является менее значимым фактором и выбирается из условия сквозного проплавления, Поэтому чсв должна выбираться с учетом всех перечисленных выше параметров, С повышением толщины соединения увеличивается Рд, поэтому мощность луча должна уменьшаться, а это реализуется на меньших Чсв.Чем больше а свариваемого металла, те пасв должна быть выше, Большему значению р свариваемого металла должно соответствовать и большее давление Рд для его уравновешивания, Чем выше Ткип и Япв свариваемого металла, тем больше должна быть мощность луча, а это реализуется при больших скоростях сварки, Эмпирическую зависимость для выбора пасв можно представить в следующем виде:а р 5 пл. Ткип.3 дпасв - К , М/ч,Коэффициент К выполняет перевод размерности чсв и равен 3,6 10- м /Дж С,Первое условие равномерного и стабильного формирования корневого валика реализуется при расположении стыка 1 вертикально фиг.2) или наклонно до 30 (фиг,1), т.е, угол а между вертикальной осью и стыком 1 выбирают не более ЗОО, При а30 увеличивается составляющая Рт, направленная перпендикулярно свариваемой поверхности, которая суммируется с давлением отдачи парового потока и приводит к выгеканию металла сварочной ванны с обратной стороны шва. Выполняли электронно-лучевую сваркусплавов на основе А 1/1201/, Т 1/ОТЧ/,Ее/ЭП 678/, М/ЭП 693/ на спуск В качестве образцов использовали кольцевые и плоские стыки длиной 2000 мм толщиной 10- 100 мм,Сварку выполняли на электрокомплексе ЭЛА/60, Исходя из теплофизических свойств сплавов (см, табл,1) определяли оптимальную скорость сварки и подбирали ток сваРки, на 30-100 с/с пРевышающий минимально необходимый для сквозного проплавления, Ток магнитной фокусирующей катушки выбирали иэ условия максимального проплавления.Влияние параметров режима на формирование корневого валика приведено в табл,2.Как видно из табл.2, при ЭЛС на оптимальной Чсв и при расположении стыка вертикально или наклонно на а = 30 относительно вертикали обеспечивается равномерное и стабильное формирование корневого валика по всей длине шва для всех исследованных сплавов. Отклонение Чсв от оптимального значения, подсчитанного по предлагаемой формуле, приводит к нарушению стабильности формирования корневого валика шва,Применение предлагаемого способа позволяет повысить качество формирования шва при электронно-лучевой сварке и отказаться от применения подкладок,Формула изобретения Способ электронно-лучевой сварки на весу со сквозным проплавлением стыка, при котором луч ориентируют по нормали к поверхности соединения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем формирования равномерного корневого валика, сварку выполняют на спуск со скоростью, определяемой из выражения где а - коэффициент температуропности свариваемого металла, м /с;д - плотность свариваемого мкг/м;Япв - теплосодержание сварочнны при температуре плавления, ДжТкип - температура кипениясварочной ванны, С;д - толщина соединения, равна0,1 м;ФК - коэффициент пропорционалравный З,бх 10 м /Дж С,а стык располагают вертикально иуглом не более 30 к вертикальной о1691010 Теплофиэические свойства сваривэемых сплавов Таблица Формированиекорневоговалика Протяженность с Сплав.,(А 1) 100 100 100 100 80 700 330 340 345 145 100 40 40 40 10 50 78 78 78 150 Капли металлаРавномерноенаучасткахТо жеРавномерное ,Равномерное ОТЧ(Тд) Капли металлаРавномерное научасткахТо же 40 55 100 100 100 85 4,210,355182853 600 210 175 830 40 170,.10040101004010 ЭП 693изводственно-издательский комбинат "Патент", г на 1 од акез 3888 ВНИИПИ Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5