Способ электронно-лучевой сварки

Изобретение относится к способу электронно-лучевой сварки и предназначено для получения неразъемных сварных соединений. Способ включает формирование электронного луча (3), его отклонение и перемещение относительно оси пушки, расположение фокуса луча внутри свариваемой детали (1) и поддерживание положения фокуса луча (3) по толщине свариваемой детали постоянным. Отклонение и перемещение электронного луча (3) от оси пушки осуществляют переменным магнитным полем. Поле создают подводом переменного электрического тока к нижней части свариваемой детали через токоподводы (4), которые располагают с двух сторон симметрично стыку на расстоянии между ними, равном ширине сварного шва в верхней части свариваемой детали. Магнитное поле перемещают в направлении сварки со скоростью, равной скорости электронного луча. Величину переменного подводимого через токоподводы (4) тока выбирают из условия обеспечения ширины шва в корневой зоне, равной ширине шва в верхней части сварного шва. Способ позволяет повысить качество сварного соединения путем улучшения формирования корневой части шва и исключения дефектной зоны в средней части шва. 2 ил.

 

Изобретение относится к области сварочной техники, предназначено для получения неразъемных сварных соединений и касается технологии электронно-лучевой сварки в вакууме неферромагнитных материалов.

Известен способ электронно-лучевой сварки, включающий вращение относительно оси пушки и перемещение электронного луча относительно стыка свариваемой детали (см. авт. свидет. СССР №1021087, МПК В23К 15/00, опубл. 15.06.1990 г.).

Недостатком такого технического решения является ограниченная область использования способа сварки.

Также известен способ сварки с соосным расположением электронно-лучевой пушки и дуговой горелки, в котором электронный луч проходит через дуговой разряд. В этом способе для сварки швов криволинейной геометрии предложено изменять растекание тока в детали создаваемым дуговым разрядом и формируемым им постоянным магнитным полем отклонять электронный луч в детали (см. патент РФ №2174067 по классу В23К 15/00).

Однако такое техническое решение имеет низкое качество сварного соединения в корневой части.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ электронно-лучевой сварки, включающий отклонение и перемещение относительно оси пушки электронного луча, фокус которого располагают внутри свариваемой детали, а положение фокуса электронного луча по толщине свариваемой детали поддерживают постоянным (см. авт. свидет. СССР №1089863, МПК8 В23К 15/00).

Основным недостатком является низкое качество сварного шва в средней части из-за неравномерного проплавления по глубине.

Технической задачей изобретения является повышение качества сварного соединения путем улучшения формирования корневой части шва и исключения дефектной зоны в средней части шва.

Решение технической задачи достигается тем, что в известном способе электронно-лучевой сварки, заключающемся в формировании, отклонении и перемещении относительно оси пушки электронного луча, фокус которого располагают внутри свариваемой детали, а положение фокуса луча по толщине свариваемой детали поддерживают постоянным, отклонение электронного луча от оси пушки осуществляется подводом переменного электрического тока к нижней части свариваемой детали с двух сторон симметрично стыку, создавая переменное магнитное поле, перемещающееся в направлении сварки со скоростью, равной скорости электронного луча.

Способ электронно-лучевой сварки заключается в том, что переменное магнитное поле, создаваемое в корневой зоне шва переменным электрическим током, вызывает периодические поперечные колебания электронного луча относительно его оси в корневой зоне шва, что способствует улучшению формирования корня шва.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема реализации способа с видом по направлению сварки, на фиг.2 изображена схема реализации способа с видом вдоль направления сварки.

Схема для реализации способа электронно-лучевой сварки содержит свариваемую деталь 1, установленную над ее верхней поверхностью электронно-лучевую пушку 2, формирующую электронный луч 3, вплотную к нижней части свариваемой детали 1 с двух сторон расположены вращающиеся токоподводы 4, размещенные симметрично свариваемому стыку 5 и подключенные к источнику переменного тока 6.

Схема реализации способа электронно-лучевой сварки работает следующим образом.

Сформированный электронной пушкой 2 электронный луч 3, фокус которого расположен внутри свариваемой детали, при этом положение фокуса электронного луча 3 по толщине свариваемой детали поддерживают постоянным, направляют к свариваемому стыку 5 на верхней поверхности детали 1, к нижней части которой с двух сторон симметрично стыку 5 подводят переменный электрический ток j от источника переменного тока 6, который создает в корневой зоне шва переменное магнитное поле В. Электронный луч 3, генерируемый электронно-лучевой пушкой 2, в корневой зоне шва попадает под действие переменного магнитного поля и начинает совершать периодические поперечные колебания Н относительно оси электронно-лучевой пушки 2. При неравенстве скоростей и несоосности электронного луча 3 и токоподвода 4 электронный луч 3 не будет отклоняться в корневой зоне шва, так как магнитное поле действует локально. Подвод переменного электрического тока от источника 6 осуществляется к токоподводу 4, и перемещение его - в направлении сварки со скоростью Vp, равной скорости сварки Vсв, где Vp является скоростью перемещения токоподводов 4.

Заглубление фокуса электронного луча и поддержание его постоянным обеспечивает более равномерный подвод мощности в зону сварного шва и позволяет увеличить глубину шва.

Величина переменного тока, подводимого через токоподводы 4, экспериментально выбиралась таким образом, чтобы ширина шва в корневой зоне получалась равной ширине шва в верхней части сварного шва. Это позволило обеспечить равномерную ширину и качество шва по всей глубине стыка.

Токоподводы 4 выставлялись таким образом, чтобы расстояние между ними было равно ширине шва в верхней части свариваемой детали. Такое положение токоподводов 4 выбирается для минимизации растекания подводимого переменного тока по высоте шва.

При резком увеличении проходящего через токоподводы 4 переменного электрического тока получим большую плотность тока в месте соприкосновения, что может привести из-за большого отклонения электронного луча от оси электронной пушки к оплавлению поверхности токоподводов 4 и частично свариваемой детали 1 в месте подвода электрического тока.

Токоподводы 4 могут быть выполнены в виде тел вращения, например роликов. Такая форма необходима для обеспечения большей площади соприкосновения между токоподводами 4 и нижней поверхностью свариваемой детали 1.

В результате подвода к корневой части шва переменного электрического тока в корневой части шва свариваемой детали 1 возникает переменное магнитное поле, которое в свою очередь отклоняет электронный луч 3 и расширяет корневую часть шва. Такое перемещение электронного луча 3 в стыке позволяет расширить корневую зону сварного шва и не допустить образование дефектов и непроваров.

При больших габаритах свариваемой детали 1 предлагаемый способ можно осуществить следующим образом: электронный луч и токоподводы остаются неподвижными в зафиксированном положении, а свариваемая деталь перемещается на сварочном столе со скоростью сварки Vсв.

Использование изобретения позволяет повысить качество сварного шва в средней части за счет равномерного проплавления по всей глубине.

Способ электронно-лучевой сварки, включающий формирование электронного луча, его отклонение и перемещение относительно оси пушки, расположение фокуса луча внутри свариваемой детали и поддерживание положения фокуса луча по толщине свариваемой детали постоянным, отличающийся тем, что отклонение и перемещение электронного луча от оси пушки осуществляют переменным магнитным полем, которое создают подводом переменного электрического тока к нижней части свариваемой детали через токоподводы, которые располагают с двух сторон симметрично стыку на расстоянии между ними, равном ширине сварного шва в верхней части свариваемой детали, при этом магнитное поле перемещают в направлении сварки со скоростью, равной скорости электронного луча, а величину переменного, подводимого через токоподводы, тока выбирают из условия обеспечения ширины сварного шва корневой зоны, равной ширине его верхней части.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установке и способу изготовления металлической цилиндрической основы с твердосплавным металлическим покрытием. .

Изобретение относится к устройству для сварки и к способу сварки, в частности, трубчатых изделий (С1, С2) типа укладываемых встык металлических труб для формирования металлических трубопроводов, в соответствии с которым проплавление выполняют снаружи.

Изобретение относится к способу непрерывной сварки встык при использовании плазмы и лазера и к способу изготовления металлической трубы и может найти использование в машиностроении.

Изобретение относится к способам сварки кольцевых стыков труб и трубопроводов и может быть использовано как при производстве сварных труб в электросварочных агрегатах, так и при строительстве магистральных, промысловых и морских трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к созданию неразъемных соединений металлов, и основано на использовании сил молекулярного сцепления, то есть на сварке.

Изобретение относится к способу соединения металлических компонентов (2, 8) и может найти использование в самолетостроении, автомобилестроении и других отраслях машиностроения.

Изобретение относится к способу лазерно-световой сварки стали и может найти применение в различных отраслях машиностроения. .

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и ремонта машин, а именно к способам изготовления, восстановления и упрочнения лемехов плугов сельскохозяйственных машин.
Изобретение относится к производству ответственных металлоконструкций, в частности к нефте- и газотрубному и может быть использовано для термопластического упрочнения сварных швов.

Изобретение относится к способам наплавки при восстановлении изношенных и упрочнении новых деталей ГТД, ГТУ и паровых турбин, а именно лопаток турбомашин. .

Изобретение относится к области ремонта деталей, в частности к способам ремонта деталей из высоколегированных жаропрочных сталей и сплавов, и может найти применение в авиационной и судостроительной промышленности, а также в энергетическом машиностроении.

Изобретение относится к ремонту моноблочного оснащенного лопатками диска турбомашины. .

Изобретение относится к оборудованию для сборки и электронно-лучевой сварки кольцевых стыков крупногабаритных обечаек из алюминиевых сплавов с локальным вакуумированием зоны сварки и может быть использовано в космической, авиационной, транспортной, химической отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу сварки материалов высокоэнергетическими источниками излучения, например лазерным, плазменным или электроннолучевым, и может быть использован для сварки изделий из тонколистовых и разнородных материалов различного назначения в химической, электронной и радиотехнической промышленности.

Изобретение относится к способу изготовления облегченной лопатки для газотурбинных двигателей и может найти использование в энергетическом машиностроении. .

Изобретение относится к способу и устройству послойного изготовления трехмерных объектов с использованием порошкового материала. .

Изобретение относится к способу сварки анода с контактом и металлокерамическим изолятором камеры на плазменном фокусе и может найти применение при изготовлении камеры на плазменном фокусе.

Изобретение относится к области электронно-лучевой сварки, в частности к способу изготовления блинга газотурбинного двигателя электронно-лучевой сваркой. .

Изобретение относится к способу электронно-лучевой сварки немагнитных металлов и сплавов

Изобретение относится к способу электронно-лучевой сварки и предназначено для получения неразъемных сварных соединений

Наверх