Способ лучевой сварки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технологии лучевой сварки и оборудованию для его осуществления. Цель изобретения - повышение производительности путем уменьшения времени подбора оптимального значения скорости сварки. Процесс сварки ведут при заданных значениях диаметра пятна нагрева α сфокусированного луча, его мощности и скорости относительного перемещения луча и свариваемого изделия, соответствующей формированию шва без корневых дефектов. Процесс ведут при скорости относительного перемещения изделия и луча, равной V<SB POS="POST">св</SB>=λ/Α. При этом значение коэффициента температуропроводности λ непрерывно измеряют. Устройство снабжено блоками автоматического экспресс-анализа температуропроводности и вычисления скорости сварки. В результате исключаются подготовительные стадии по экспериментальному подбору скорости бездефектной сварки, зависящей от материала свариваемого изделия и от степени фокусировки луча, что обеспечивает повышение производительности. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ) g В 23 К 26/00, 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4341839/31-27 (22) 29.09.87 (46) 23.04.90. Бюл. Р 15 (71) Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам АН СССР (72) P.Ä.Сейдгазов и В.П.Полулях (53) 621.791.72.03 (088.8) (56) Стельмах М.Ф. Лазеры в технологии. — N.: Энергия, 1975, с. 99-100.

А.И.Чвертко Оборудование для электронно-лучевой сварки. — Киев: Наукова думка, 1973, с. 189, t97, 198, 236. (54) СПОСОБ ЛУЧГВОЙ СВАРКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технологии лучевой сварки и оборудованию для его осуществления. Цель изобре» тения - повышение производительности путем уменьшения времени подбора оп-. тимального значения скорости сварки.

Процесс сварки ведут при заданных

Изобретение относится к технологии лучевой сварки и оборудованию для его осуществления.

Цель изобретения — повышение про изводительности путем уменьшения времени подбора оптимального значения скорости сварки.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — зависимость толщины пленки расплава, суммарного объема пор и частоты порообразования от скорости сварки.

Процесс сварки ведут при заданных значениях диаметра пятна нагрева сфокусированного луча 1, его мощности

„„80„„1558 12 А 1

2 значениях диаметра пятна нагрева J сфокусированного луча, его мощности и скорости относительного перемещения луча и свариваемого изделия, соответствующей Аормированию шва без корневых деАектов. Процесс ведут при скорости относительного перемещения изделия и луча, равной v = ф /Я

При этом значение коэААициента температуропроводности Q непрерывно измеряют. Устройство снабжено блоками автоматического экспресс-анализа температуропроводности и вычисления скорости сварки. В результате исклю;чаются подготовительные стадии по экспериментальному подбору скорости бездеАектной сварки, зависящей от материала свариваемого изделия и от степени Аокусировки луча, что обеспечивает повышение производительности.

2 с,п,A-лы, 2 ил. и скорости. относительного перемещения луча и свариваемого изделия.2, соответствующей Аормированию шва без корневых деАектов. Процесс ведут при скорости относительного перемещения изделия 2 и луча 1 v = Я И, где А — коэАфициент температуропроводности материала изделия; и — диаметр пятна нагрева сАокусированного луча, при этом значение коэААпциента температуропроводности непрерывно измеряют.

Устройство для осуществления способа содержит источник 3 питания луча 1, Аокусирующую систему 4, paGo1558612 чий стол 5 и систему управления, состоящую из блоков 6 - 8 управления соответственно степенью Аокусировки луча 1, его мощностью и скоростью перемещения рабочего стола 5.

Устройство также снабжено блоками

9 и 10 автоматического экспресс-анализа температуропроводности и вычис» ленни скорости сварки, причем вход блока 6 управления степенью Аокусировки луча соединен с входом блока

10 вычисления скорости перемещения рабочего стола 5, выход последнего соединен с входами блока 7 управления мощностью луча и блока 8 управления скоростью перемещения рабочего стола 5. Выход блока 7 управления мощностью луча соединен с входом источника питания луча, а выход блока 2О

9 экспресс-анализа температуропроводности соединен с блоком 10 вычисления скорости перемещения рабочего стола.

Устройство работает следующим об- 2ч разом.

Изделие 2 устанавливают на рабочий стол 5. При помощи блока 9 измеренное им значение температуропроводности материала изделия 2 вводится в блок 10 для запоминания. Пеобходимое для сварки значение величины диаметра луча 1 в плоскости Аокусировки устанавливают при помощи блока

6, соответствующий сигнал поступает в блок 10 и запоминается. Блок 6

35 производит вычисление скорости сварки и через блок 8 включает перемещение стола 5 с полученным в результате вычисления значением скорости. Одновременно блок 7 включает генерацию луча 1 с мощностью, необходимой для проплавления материала изделия 2 на заданную глубину. После выполнения сваркй блоки 8 и 10 останавливают перемещение технологического стола и выключают луч.

В результате осуществляют сварку в автоматическом режиме. Поцготови» тельная стадия экспериментального подбора скорости бездефектной сварки, 5О зависящей как от материала изделия

2, так и от степени Аокусировки луча

1, исключается. Влияние мощности луча на значение скорости бездеАектнай сварки незначительно, от нее за- 5

1 висит только глубина проплавления.

Это позволяет создать автоматизированную систему лучевой сварки, обеспечивающую гибкое изменение состава обрабатываемых издепий, а следовательно, IIoBbltèòü производительность процесса.

Пример. Зависимость суммарно» го объема пор от скорости сварки

v« (v z ) получают при сварке сплава циркония ZrNb 1 электронным лучом. Для характерных температуропроводности и — 0,1 см /с и диаметра луча в плоскости фокусировки d = 0,02 см соответствующее значение скорости бездеАектной сварки v, = 9 /4 = 5 см/с совпадает с подобранным значением.

Положение максимумов экспериментальной зависимости v«> (v,s ) и пропор" циональной ей зависимости также совпадают (фиг. 2). Зависимость частоты порообразования от скорости сварки

f(v ) получена при сварке нержавеющей стали SOS 304 лучом лазера мощностью 3 кВт. В этом случае, как и в эксперименте, скорость бездефектной сварки равна 5 см/с. Положения максимумов экспериментальной и рассчитанной зависимостей f (v ) совпадают.

Формула изобретения

1. Способ лучевой сварки, при котором процесс ведут при заданных значениях диаметра пятна нагрева сфокусированного луча, его мощности и скорости относительного перемещения луча и свариваемого изделия, соответствующей формированию шва без корневых деАектов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности путем уменьшения времени подбора оптимального значения скорости сварки, процесс ведут при скорости относительного перемещения изделия и луча v = Я /d, гце ф - коэАфициент температуропроводности материала изделия", d — - диаметр пятна нагрева сАокусированного луча, при этом значение коэАфициента температуропроводности непрерывно измеряют. !

2. Устройство для лучевой сварки, содержащее источник питания луча, Аокусирующую систему, рабочий стол и систему управления, состоящую из бло-, ков управления степенью Аокусировки луча., его мощностью и скоростью перемещения рабочего стола, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности путем уменьшения времени подбора оптимального эн/ Урра

/пор отн.ga

05

0,2

Составитель В,Мельников

Техред М.Дидык Корректор В.Кабаций

Редактор Н.Тупица

Заказ 801 Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

15586 чения скорости сварки, оно снабжено:. блоками автоматического экспресс-анализа температуропронодности и вычис.ления скорости сварки, причем вход

i блока управления степенью фокусировки луча..соединен с входом блока вычисления скорости рабочего стола, выход последнего соединен с входами блока

12 6 управления мощностью луча и блока управления скоростью перемещения рабочего стола, выход блока управления мощностью луча соединен с входом источника питания луча, а выход блока экспресс-анализа температуропроводности — с блоком вычисления скорости перемещения рабочего стола.