Способ контроля процесса электронно-лучевой сварки

 

Способ контроля процесса электронно-лучевой сварки, при котором образец из материала свариваемой детали проплавляют электронным лучом и по результатам проплавления судят о параметрах луча, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, используют образец толщиной, равной 10 - 20 диаметрам сечения электронного луча, который устанавливают заподлицо со свариваемой деталью, а о параметрах луча судят по времени его проплавления.

Настоящее изобретение относится к технологии электронно-лучевой сварки, в частности к способам контроля процесса. Известен способ контроля процесса электронно-лучевой сварки, при котором деталь проплавляют электронным лучом, по параметрам которого судят о результатах проплавления [1] Недостатком способа является трудоемкость процесса контроля. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ контроля процесса электронно-лучевой сварки, при котором образец из материала свариваемой детали проплавляют электронным лучом и по результатам проплавления судят о параметрах луча [2] Недостатком способа является низкая производительность процесса контроля. Целью изобретения является повышение производительности. Поставленная цель достигается благодаря тому, что в способе контроля процесса электронно-лучевой сварки, при котором образец из материала свариваемой детали проплавляют электронными лучом и по результатам проплавления судят о параметрах луча, используют образец толщиной, равной 10-20 диаметрам сечения электронного луча, который устанавливают заподлицо со свариваемой деталью, а о параметрах луча судят по времени его проплавления. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема осуществления способа. От электронно-лучевой пушки 1 электронный луч 2, параметры которого предварительно выбирают для сварки деталей, отклоняют на теплопоглотитель 3, расположенный на некотором расстоянии от оси луча 2 в исходном положении. Отклонение луча 2 на теплопоглотитель 3 производят подачей напряжения в отклоняющие катушки электронно-лучевой пушки 1. При снятии данного напряжения электронный луч 2 мгновенно возвращают в исходное положение, попадая при этом на образец 4, выполненный из того же материала, что и свариваемые детали, толщиной, равной 10-20 диаметров рабочего сечения электронного луча 2, который составляет 0,6 1,0 мм. Верхнюю плоскость образца 4 располагают заподлицо со свариваемой деталью так, чтобы положение фокальной плоскости луча относительно образца 4 соответствовало положению фокальной плоскости луча относительно образца 4 соответствовало положению фокальной плоскости электронного луча 2 при сварке деталей. При попадании луча 2 на образец 4 появляющийся сигнал поступает на счетчик отсчета времени 5. После сквозного проплавления электронным лучом 2 образца 4 трансканальный ток луча попадает на коллектор 6, расположенный под образцом 4, вдоль оси луча 2 и изолированный от корпуса 7 электронно-лучевой установки экраном 8. Сигнал, снимаемый с коллектора 6, поступает на счетчик времени 5, в результате чего происходит отключение отсчета времени, т. е. фиксируется время проплавления образца 4. Выбор толщины технологического образца в пределах 10-20 диаметров рабочего сечения электронного пучка обуславливают тем, что при меньших толщинах достаточно велика (≥ 15%) погрешность измерения времени проплавления образца 4. При больших же толщинах образца 4 велика вероятность ошибки измерения времени проплавления образца 4 из-за временного перекрытия потоком расплавленного материала парогазового канала, который определяет эффект глубокого проплавления шва при электронно-лучевой сварке. Толщину коллектора 6 выбирают такой, чтобы была исключена вероятность сквозного проплавления коллектора 6 лучом 2 заданной мощности. Для получения достоверных результатов при измерении времени сквозного проплавления образца 4 указанные измерения производят в трех точках образца 4, отстоящих друг от друга на расстоянии не менее 10 мм в направлении колебания луча, что обеспечивается относительным перемещением пушки или образца 4. Перед каждой последующей сваркой деталей или после окончания сварки, определяя время сквозного проплавления образца 4, производят оценку воспроизводимости параметров электронного луча и соответственно параметров режима электронно-лучевой сварки, обеспечивая при этом высокую производительность. О воспроизводимости и постоянстве в заданных пределах основных параметров луча судят с требуемой точностью по времени сквозного проплавления образца 4 лучом 2 заданной мощности и на выбранном рабочем расстоянии. Если время каждого из двух проплавлений (из выполненных трех) не отличается более, чем на 5% от контрольного норматива от времени проплавления образца заданной толщины, полученного на стандартном режиме сварки, то говорят о постоянстве и воспроизводимости основных параметров луча и режимов сварки. Пример осуществления способа. Способ был реализован на установке ЭЛУ-24х8 при измерении времени сквозного проплавления образцов толщиной, равной 10d, 15d 20 рабочего сечения луча, при этом d электронного луча определяли на расстоянии 200 мм, от среза пушки до образца он был равен 0,8 мм. Ускоряющее напряжение было 60 кВ, ток электронного луча 300 мА. В результате была получена высокая производительность. Способ по сравнению с базовым объектом, принятым прототипом, обеспечивает повышение производительности процесса контроля электронно-лучевой сварки.

Формула изобретения

Способ контроля процесса электронно-лучевой сварки, при котором образец из материала свариваемой детали проплавляют электронным лучом и по результатам проплавления судят о параметрах луча, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, используют образец толщиной, равной 10 20 диаметрам сечения электронного луча, который устанавливают заподлицо со свариваемой деталью, а о параметрах луча судят по времени его проплавления.

РИСУНКИ

Рисунок 1