Способ определения оптимального угла наклона оси луча к поверхности образца при электронно-лучевой сварке

САНИЕ ИЗОБРЕТЕББЯ 2 24 11.89 углаарифкачествинтелныходну Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знакам авторскому свидетельству(71) Московский машиностроительный завод им.А.И.Микояна(56) Условия равновесия и движение ванныпри электронно-лучевой сварке металлов вразличных пространственных положениях.Материалы У 1 П Всесоюзной конференциипо электронно-лучевой сварке.М.:МДНТП, 1983, с.83-86. Патент ЯпонииХ 60-184480, кл. В 23 К 15/00, 1984.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО УГЛА НАКЛОНА ОСИ ЛУЧАК ПОВЕРХНОСТИ ОБРАЗЦА ПРИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКЕ(57) Использование; при подборе режимаэлектронно-лучевой сварки деталей наклонным лучом, Сущность изобретения: в процессе сварки угол наклона луча изменяют(51) б В 23 К 15/00 2по полярной координате с полюсом, совмещенным с осью луча и лежащим на поверхности образца. Величину оптимальногонаклона рассчитывают как среднееметическое углов на границах участкаенного формирования шва. Допол- Оьно осуществляют чередование линей- и полярных перемещений луча, а из проплавляемых поверхностей образца выполняют цилиндрической с радиу- М сом, равным толщине образца. Нри этом фь, центр цилиндрической поверхносги располагают на противоположной поверхнос 1 н образца, Для повышения точности определения оптимального угла наклона луча обе проплавляемые поверхности выполняюг ци- ь линдрическими с радиусом, равным половине толщины образца, при расположении полюса полярной координаты и ее перемещении по оси симметрии образца, 3 3. п.ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к электроннолучевой технологии, в частности к способам, предназначенным для исследования влияния параметров режима сварки на качество сварных швов, точнее - к способам определения оптимального угла наклона электронного луча к поверхности свариваемого образца,Цель изобретения - повышение точности определения оптимального угла наклона оси луча"к поверхности свариваемого образца или детали:На фиг.1 показана схема проплавления электронным лучом 1 образца 2 прямоугольного сечения, относительно которого электронно-лучевая. пушка 3 перемещается по линейной и полярной координатам, при этом плоскости действия луча 1 от движения пушки 3 по линейной и полярной координатам совпадают (перемещения пушки 3 в одной плоскости); на фиг.2 - схема проплавления электронным лучом 1 образца 2 прямоугольного сечения, относительно которого электронно-лучевая пушка 3 перемещается с постоянными скоростями одновременно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях по линейной и полярной координатам. Траектория перемещения полюса полярной координаты (точки "О") проходит по прямой 010 г, лежащей на поверхности образца 2; на фиг.3 - схема проплавления электронным лучом 1 образца 2, одна из поверхностей которого выполнена по радиусу, равному толщине проплавляемого сечения. Траектория точки "О" проходит по ближней (плоской) от электронно-лучевой пушки 3 поверхности образца 2; на фиг.4 - схема проплавления электронным лучом 1 образца 2, одна из поверхностей которого выполнена по радиусу, равному толщине проплавляемого сечения, с чередованиями движений пушки 3 по линейной и полярной координатам в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.Траектория точки "О" проходит по дальней (плоской) от электронно-лучевой пушки 3 поверхности образца 2; на фиг,5 - схема проплавления образца круглого сечения с импульсным включением движения пушки 3 по полярной координате при постоянной скорости перемещения пушки 3 по линейной координате. Траектория перемещения точки "О." проходит в этом случае по оси симметрии образца.Методика определения оптимального угла наклона оси луча к поверхности образца представлена на фиг.1, где ан - начальный угол наклона оси пушки (луча); а - конечный угол наклона оси пушки (луча);Ла =а -ан - диапазон изменения углов наклона луча; а ач.1 - угол наклона оси пушки (луча) в начале участка с качественным формированием шва; а ач.г - угол наклона оси пушки (Луча) в конце участка с качественным формированием шва;Лаач -- а.ч,г -акач,1 диапазон изменения углов наклона оси пушки (луча) на участке с качественным формированием 10 шва. а. +акач. 1 кач. 2 а0 Пт 2- оптимальный угол наклона луча.В общем случае, оптимальных углов наклона оси пушки (луча) может быть несколько, чаще - два; один в области острых углов, другой в области углов тупых, На фиг,1 схема определения оптимального угла пред ставлена только зоной острых углов(процесс сварки острым углом вперед),Критерием качества сварного шва является равномерность формирования валиков расплавляемого металла на обеих проплав ляемых поверхностях образца. Выявленныйучасток сварного шва с внешним качественным формированием подвергается контролю неразрушающими методами. При отсутствии внутренних дефектов за граничные значения допустимых углов наклона луча принимаются углы ачл и ачг (наклона оси пушки 3) на границах шва с качественным внешним формированием.При обнаружении в исследуемом диапазоне углов сварных швов с внутренними дефектами за граничные значения допустимых углов (а ачл и а ач.г) принимаются другие углы наклона луча, ограничивающие зону сварного шва без внутренних дефектов.Оптимальный угол а Опт наклона осипушки (луча) определяется как среднеарифметическое углов наклона луча на границах шва с качественным формированием и без внутренних дефектов.Выполнение способа возможно на электронно-лучевых установках, оснащенных механизмами для перемещения электронно-лучевых пушек по линейным и полярным координатам.Способ позволяет оперативно и при минимэльных затратах (практически на одном-двух образцах) исследовать и определить весь допустимый диапазон углов наклона луча, обеспечивающий качественное формирование сварного шва, и выбрать из этого диапазона углов оптимальный угол наклона луча к свариваемой поверхности изделия или угол наклона луча относительно горизонтали (вертикали).Формула изобретения1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЪНОГО УГЛА НАКЛОНА ОСИ ЛУЧА К ПОВЕРХНОСТИ ОБРАЗЦА ПРИ ЭЛ Е КТРОН НО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКЕ, при котором луч перемещают относительно детали по линейной координате и измеряют угол наклона луча к поверхности образца, отличающийся тем, что, с 10 целью повышения точности определения оптимального угла, угол наклона оси луча измеряют по полярной координате с полюсом, совмещенным с осью луча и лежащим на поверхности образца, а ве- "5 личину оптимального угла наклона оси луча рассчитывают как среднее арифметическое углов на границах участка ка чественного формирования шва.202, Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения точностиФ определения оптимального угла наклона луча, чередуют линейные и полярные перемещения луча,3, Способ по пп, 1 и 2, оаиичзющийся тем, что одну из проплавляемых поверхностей образца выполняют цилиндрической с радиусом, равным толщине образца, при этом центр цилиндрической поверхности располагают на противоположной поверхности образца, а линейное и полярное перемещение луча осуществляют во взаимно перпендикулярных плоскостях.4, Способ по пп. 1 и 2, олиичгющийся тем, что обе проплавляемые поверхности образца выполняют цилиндрическими с радиусом, равным половине толщины образца, а полюс полярной координаты перемещают по оси симметрии образца.1826342 Составитель А.ВолковТехред М,Моргентал Корректор М, Керецман Редактор С,Кулакова Заказ 128 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101