Способ сварки

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу сварки, и может найти использование в различных отраслях промышленности при изготовлении ответственных сварных соединений. Проплавление стыка свариваемых деталей осуществляют электронным лучом. При сварке создают магнитное поле для формирования заданной геометрии электронного луча и канала проплавления. Электронный луч отклоняют по толщине деталей и направляют к лицевой плоскости свариваемых деталей под углом входа α, величину которого выбирают равной 0°<α<90°. Пропускают ток вдоль стыка и дополнительно отклоняют луч снизу вверх так, что угол выхода электронного луча β, относительно задней плоскости свариваемых деталей, равен углу входа электронного луча α, причем точки входа и выхода электронов луча из свариваемых деталей располагают в одной горизонтальной плоскости. В результате получают качественные сварные соединения с малым объемом вытекающего из зоны сварки металла, что уменьшает возникновение дефектов и непроваров. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу сварки плавлением, и предназначено для использования в технологии производства сварных соединений с глубоким кинжальным проплавлением.

Известен способ сварки, описанный в патенте РФ №2111840 МКИ7 В23К 15/00, опубл. 27.05.98 г. и включающий двустороннее одновременное проплавление противоположных сторон стыка электронным лучом и дуговым разрядом с образованием общей сварочной ванны. При этом электронный луч и дуговую горелку направляют под углом друг к другу.

Недостатками этого способа сварки являются расфокусировка и не контролируемое отклонение электронного луча вдоль и поперек стыка. При значительных отклонениях электронного луча вдоль стыка существует возможность повреждения горелки электронным лучом и расплавленным металлом. Из-за вытекания из сварочной ванны расплавленного металла образуются дефекты формирования и непроваров, что ухудшает качество сварного соединения.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ сварки, описанный в патенте РФ №2174067 по классу В23К 28/02, опубл. 27.09.2001, при котором осуществляют одновременное проплавление стыков свариваемых деталей электронным лучом и соосно расположенным с ним дуговым разрядом. Дуговой разряд формируют посредством полого катода. Формируют заданную геометрию электронного луча и канала проплавления, в который подводят энергию дугового разряда. Электронный луч отклоняют по толщине детали посредством его взаимодействия с магнитным полем дугового разряда.

Однако при таком способе при сварке материалов для отклонения электронного луча используют магнитное поле дугового разряда, в результате чего образуется большой объем расплавленного металла. Этот способ трудоемок, требует точную юстировку полого катода относительно электронного луча.

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей процесса сварки, улучшение качества сварных соединений без дефектов формирования и непроваров.

Решение задачи достигается тем, что в известном способе сварки, заключающемся в проплавлении стыка свариваемых деталей электронным лучом, создании магнитного поля и формировании заданной геометрии электронного луча и канала проплавления, причем электронный пучок отклоняют по толщине деталей, электронный луч направляют к лицевой плоскости свариваемых деталей под углом входа α, величину которого выбирают равной 0°<α<90°, пропускают ток вдоль стыка и дополнительно отклоняют пучок снизу вверх так, что угол выхода электронного луча β, относительно задней плоскости свариваемых деталей, равен углу входа электронного луча α, причем точки входа и выхода электронов луча из свариваемых деталей располагают в одной горизонтальной плоскости.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено устройство для реализации предлагаемого способа сварки, на фиг.2 представлена схема движения электронов луча в свариваемом материале.

При создании локального магнитного поля в области действия электронного луча по всей толщине стыка свариваемых деталей магнитная индукция поля направлена перпендикулярно электронному лучу и плоскости стыка свариваемых деталей, таким образом, что сила Лоренца, действующая на электроны луча со стороны магнитного поля, изменяет направление их движения и форму канала проплавления.

Устройство, реализующее предлагаемый способ сварки, содержит электронно-лучевую пушку 1, установленную под углом входа луча α, выбранного из условия, что 0°<α<90°, к лицевой плоскости свариваемых деталей 2, механизм перемещения 3 свариваемых деталей 2. На столе 4 расположен изолятор 5, на котором установлены свариваемые детали 2, подключенные к источнику электрического тока 6.

Устройство, реализующее способ сварки, работает следующим образом.

От источника 6 пропускают ток по задней плоскости свариваемых деталей 2 и создают магнитное поле перпендикулярного направления к стыку свариваемых деталей 2. Электронный пучок направляют в стык свариваемых деталей 2, дополнительно отклоняют пучок снизу вверх, затем перемещают свариваемые детали 2 со скоростью посредством механизма перемещения 3 и проводят сварку. Электронный луч описывает в стыке свариваемых деталей 2 криволинейную траекторию под действием магнитного поля . Образуется расплавленный металл свариваемых деталей 2, содержащийся в вогнутом канале проплавления, который затем кристаллизуется. Такая форма канала проплавления способствует уменьшению вытекания жидкой фазы.

Если угол выхода β электронного луча из свариваемых деталей относительно задней плоскости свариваемых деталей равен углу входа α электронного луча в свариваемые детали относительно лицевой плоскости свариваемых деталей и точки входа и выхода электронов луча из материала лежат в одной горизонтальной плоскости, то образуется наименьший объем вытекающего металла из канала проплавления.

При угле входа электронного луча в металл α относительно лицевой плоскости свариваемых деталей меньше 90°, так как в противном случае формируется такой канал проплавления, что жидкая фаза стекает под действием силы тяжести по лицевой плоскости свариваемых деталей. В то же время угол α должен быть больше 0°, в противном случае полного проплавления стыка получить не удастся.

В зависимости от объема жидкой фазы в канале проплавления посредствам изменения величины магнитного поля регулируют кривизну траектории электронов луча в стыке свариваемых деталей и, таким образом, изменяют кривизну канала проплавления, уменьшая вытекание жидкой фазы из канала проплавления.

Использование предлагаемого способа сварки позволяет получать качественные сварные соединения, с малым объемом вытекающего из зоны сварки металла, что уменьшает возникновение дефектов формирования и непроваров и расширяет его технологические возможности.

Способ сварки, включающий проплавление стыка свариваемых деталей электронным лучом, создание магнитного поля и формирование заданной геометрии электронного луча и канала проплавления, причем электронный луч отклоняют по толщине деталей, отличающийся тем, что электронный луч направляют к лицевой плоскости свариваемых деталей под углом входа α, величину которого выбирают равной 0°<α<90°, пропускают ток вдоль стыка и дополнительно отклоняют луч снизу вверх так, что угол выхода электронного луча β относительно задней плоскости свариваемых деталей равен углу входа электронного луча α, причем точки входа и выхода электроного луча из свариваемых деталей располагают в одной горизонтальной плоскости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве трубных шпилек. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к процессам образования стыковых сварных швов при получении трубных шпилек. .

Изобретение относится к области сварки, а именно к установкам для дуговой сварки и термической обработки изделий из легко окисляемых металлов в едином защитном газе.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к процессам образования стыковых сварных швов при получении трубных шпилек. .
Изобретение относится к сварочному производству, а именно к способу сварки стальных деталей с последующей защитой сварных швов и околошовных зон от интенсивной коррозии.

Изобретение относится к области производства высокопрочных многослойных металлических труб с прослойками из легкоплавких металлов. .

Изобретение относится к области технологии производства сварных конструкций и может использоваться при сборке, сварке и герметизации круговых замыкающих элементов, например крышек люков-лазов, в ракетостроении, химическом машиностроении, авиационной промышленности и других отраслях.

Изобретение относится к сварке плавлением с присадочным или без присадочного материала. .

Изобретение относится к области сварки, а именно к способам снятия остаточных напряжений, возникающих в сварных соединениях в процессе сварки. .

Изобретение относится к способу лазерной сварки трением с перемешиванием и может найти применение в различных отраслях машиностроения. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электронно-лучевой установке, и может найти применение при электронно-лучевой сварке и термообработке в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к способу электронно-лучевой сварки труб и может быть использовано при изготовлении каналов ядерных реакторов при сварке труб из циркония и титана.
Изобретение относится к обработке деталей концентрированным потоком энергии, в частности к способу формирования рельефа на поверхности изделий лазерным лучом, и может быть использовано в любой области техники, применяющей изделия с микрорельефом на поверхности.

Изобретение относится к области сварки плавлением и может быть использовано для электронно-лучевой сварки стержневых изделий в виде трубчатых оболочек, например оболочек тепловыделяющих элементов тепловыделяющих сборок для энергетических ядерных реакторов станций с заглушками.

Изобретение относится к области сварки плавлением и может быть использовано для электронно-лучевой сварки стержневых изделий в виде трубчатых оболочек, например оболочек тепловыделяющих элементов тепловыделяющих сборок для энергетических ядерных реакторов станций с заглушками.

Изобретение относится к обработке изделия для модификации или подготовки топографии поверхности изделия или исходного материала и может найти применение в различных отраслях машиностроения и металлургии.

Изобретение относится к обработке металлов, в частности к способам исправления дефектов металлов, преимущественно алюминия и сплавов на его основе, и может быть использовано в атомной промышленности при изготовлении тепловыделяющих элементов, а также в машиностроении.

Изобретение относится к области сварки плавлением, преимущественно к электронно-лучевой сварке циркониевых сплавов, и может быть использовано для визуального определения глубины проплавления и формы сварки.

Изобретение относится к области сварки, а именно к электронно-лучевой сварке стыкозамковых соединений тонкостенных оболочек с заглушками
Наверх