Способ лучевой сварки

 

Изобретение относится к сварке высококонцентрированным источником энергии, электронным, лазерным, световым лучами и может быть использовано при необходимости прецизионной сварки конструкций с получением качественного формирования корневой части шва. Цель изобретения - повышение качества сварного шва путем формирования корневой части шва потоком газа при сквозном проплавлении. В способе лучевой сварки газ направляют через капилляр на место выхода луча в направлении линии стыка под углом от 0,1 до ± 90°. Это исключает вероятность внесения загрязнений и примесей извне. 2 ил.

COIO3 COD ETC!.!" сОциАлист!1 )еских

РЕСПУБЛИК (я) s В 23 К 15/00

f OCYQAPCTBE>IHI КС)л))ИГЕт

I1o изОБРетения1л и QTKpblTMfIIA

ПРИ ГК) IT СССР

1 с .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ1ЕЛЬСТBY

6 (21) 4232862/27 (22) 23.01,87 (46) 23.08.91. Б)ол, )ч 31 (72) Л.К.Фомин, Е.Н.Петро)) и А,В.Ñóðêoâ (53) 621.791.72 (088.8) (56) Заявка Японии М 53-122654, кл. В 23 К 26/00, 1978. (54) СПОСОБ ЛУЧЕВОЙ CR/) PKVl (57) Изобретение о) носится к сварке высококонцентрирован) ым источникол энергии, электронным, лазерным, свеговым лучами и может быть использс вано f)pL1 неИзобретение относится к сварке в,lf:ококонцентрированным источникол1 энергии, электронным, лазерным, световым лучами, и может быть использовано в отраслях промышленности, в когорых возникает необходимость прецизионной сварки конструкций с получением качественного формирования корневой части шва.

Цель изобретения — повышение качества сварного шва путем формирования корневой части шва потоком газа при сквозном проплавлении.

На фиг.1 схематично показано свариваемое соединение, продольный разрез; на фиг.2 — то же, поперечный разрез, Лучом 1 проплавляют на всю толщ! ну свариваемый металл, перемещая луч в направлении, обозначенном вектором 2 скорости, Луч 1 выходит с обратной стороны соединения в точке 3. На место выхода луча (точка 3) направляют струю газа 4, подаваемую через капилляр 5. Капилляр 5 устанавливают перед начало.л сварки. Расход струи

„„HJ, „ 1671431 A1 обход)ч ости прецизионной сварки конструкции с получением качественного формирования корневой части шва. Цель изобре гения — повышение качества сварного шва путем формирования корневой части шва потоком газа при сквозном проплавлении. Ь способе лучевой сварки газ направля)о) <ерез капилляр на место выхода луча в направлении линии стыка под углом от 0,1 до +. г)0), Это исключает вероятность внесенич загрязнений и примесей извне. 2 ил. газа полбираетс) иэ условия достижения эффекта изменения формирования корне))ой часги, Это взаимодействие приводит к пе )I.f.асп!)елепени)о плотности энергии в корн» шел, к изменению поверхностного натяжения на )лежфазных границах, к изменени)о ог)щего и парциальных давлений газов, паров и, как следствие, к изменению качестf)a фо!)мирования корневой час1и шва — полу PIII11: более ровной поверхносги шва с плавными сопряжениями с основным метэллс л и исключению прожогов и провисаний.

Направление струи можно изменять, направлять навстречу Bpêòîðó скорости сварки или в направлении вектора скорости сварки вплоть до практически перпендикулярного положения к оси луча (параллельно н)1жней плоскос1и свариваелюго соединения). Наклон струи газа в зависимости от физико-химических свойств свариваемого металла способствует перемещению пото1671431 ков жидкого металла, газов и паров в необходимом направлении.

Применением и управлением струей газа осуществляется воздействие на гидродинамические и физико-химические процессы в корневой части ванны, а именно на распределение потоков жидкого металла в нужном направлении, на межфазные процессы, на снижение концентрации энергии луча в месте выхода или на увеличение ее в нужной точке по направлению сварки или против направления сварки, сбоку, на зародышеобразование пустот, на формирование внешней поверхности корневой части шва ускорением или замедлением кристаллизации жидкого металла и т.д, Проводилась сварка сплава АМ - бголщиной 5 и 10 мм электронным лучом в вакууме 5 104 мм рт.ст. на установке ДДУ-5

Медный капилляр с внутренним диаметром

0,5 мм, пережатый на торце до получения отверстия 0,05-0,1 мм, устанавливается жестко в точку падения луча под свариваемыми пластинами. После откачки камеры по капилляру подавался газ Аг, Не и f lz через вакуумный натекатель. Параметры луча:

Uy« =- 37 кВ, 1д =- 30 мА, скорость перемещения 22 м/ч. Сравнение формирования кор-. невой части швэ на образцах, сваренных с пуском газа и без него, показало, что внешняя поверхность корня шва у первых образцов более плавная с отсутсТэием пор в металле. У образцов, проплавленных без пуска газа, наблюдались резкие провисания металла, 1роводили лазерную сварку на установке ЛТ-1-2 титана толщиной 1 мм беэ подкладки, При сквозном проплавлении оказалось достаточным направлять струю газа Лг вдоль нижней поверхности металла под углом 30 -16.

При сварке сплава AMz-6 титана толщиной 5, 10, 15, 25 мм электронным лучом со

5 сквозным проплавлением с шириной в корне 1-3 мм по мере увеличения толщины металла и ширины корневого валика(диаметра, капилляра в точке выхода луча) необходимо увеличивать угол наклона струи газа. ИэмеI

10 нение угла наклона от 0,1 до 90 позволяет унравлATb формированием корневого валика по мере увеличения толщины свариваемого соединения. Оптимальные углы при сварке сплава АМ -б толщиной 5, 10, 15, 25

15 мм составили соответственно 30, 50, 70, 90, при сварке титана — 30-40, 50-60, 70-90 соответственно для толщин 5, 10, 15 мм, Способ позволяет повысить качество формирования корневой части шва. Исклю20 чается вероятность внесения загрязнений и примесей извне, не требуется изготовления специальных подкладок и, в большинстве случаев, последующей техобработки корневой части шва, чем обеспечивается значи25 тельный экономический эффект.

Осуществление способа не требует существенной модернизации сварочного оборудования.

Формула изобретения

30 Способ лучевой сварки, при котором поток защитного газа подают со стороны корня шва, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного шва путем формирования корневой части шва

35 потоком газа при сквозном проплавлении, газ направляют через капилляр на место выхода луча под углом к его оси от 0,1 до

»- 90 в направлении линии стыка.

1671431

Составитель Г. Квартальнова

Редактор В. Данко Техред М,Моргентал Корректор М. Максимишинец

Заказ 2790 Тираж 496 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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