Способ многослойной электронно-лучевой сварки в узкий зазор

 

Изобретение относится к электронно-лучевой сварке в вакууме неферромагнитных материалов и может быть использовано в машиностроении для соединения деталей толщиной более 50 мм. Цель изобретения - обеспечение возможности качественной сварки изделий из неферромагнитных металлов толщиной более 50 мм при ширине зазора 2 - 8 мм. Многослойную электронно-лучевую сварку неферромагнитных металлов производят в узкий зазор 3 шириной 2 - 8 мм с подачей присадочной проволоки в сварочную ванну 7 каждого слоя. Осуществляют периодические поперечные колебания электронного пучка 1 относительно нейтрального положения с частотой 1 - 1000 Гц только в пределах узкого зазора 3. Обеспечивают взаимодействие пучка 1 с боковыми стенками зазора 3. Для этого в зазоре 3 формируют переменное магнитное поле 0,5 - 25 мТл, а электронный излучатель 2 располагают вне этого поля. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5)) 4 В 23 К 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ПЛАНТ СССР (21) 4346003/31-27 (22) 16. 11.87 (46) 23.12.89. Бюл. № 47 (71) Институт электросварки им. Е. О. Патона (72) В. Н. Замков, А. Д. Шевелев, Л . М. Радченко, В. А. Сливинский, В. П. Прилуцкий и С. В. Лапченко (53) 621.791.72 (088.8) (56) Заявка Японии Хо 55-158887, кл. В 23 5/00, 1980.

Патент Франции,¹ 1590720, кл. В 23 К 15/00, 29.05.70. (54) СПОСОБ МНОГОСЛОЙНОЙ ЭЛЕКТРОННО-,, !УЧВВОЙ СВАРКИ В УЗКИЙ ЗАЗОР (57) Изобретение относится к электронно-лучевой сварке в вакууме неферромагнитных материалов и может быть исполь„„Я0„„1530381 д 1 зовано в машиностроении для со«дин«ния деталей толщиной более 50 х)м. 11ель изобретения -- обеспечение возможщ)стн качественной сварки издел и и из н«ф«рромагнитных металлов толщиной <>ол««50 мм при ширине зазора 2-8 мм. Мноп)«лойпу)<) электронно-лучевую сварку неферромагнитHbIx металлов производят в içk)<é з;)зор

3 шириной 2-8 мм с подачей присадочной проволоки в сварочнуK) ванну 7 каждого слоя. Осуществляк)т периодич««вЂ”кие поперечные колебания эл«ктронн<)г<> пучка 1 относительно н«йтральн<н и положения с частотой 1 -- 1000 и ><> l)>k<) н ирсде1dx узко) о зазора 3, Об«с))«чив>«юг взаимодействие пучка 1 с бок<>вымп сг«нкачи зазора, 3. Для этого в з<).«>р< 3 форм ируют переменное магнитн<н- иол«0,5 25 мТ.), а электронный излу чат«,)ь 2 р;)си<с)а< ак>т вне этого поля 2 ил. 1 табл.

1530381 з

Изобретение относится к электроннолучевой сварке в вакууме неферромагнитных металлов и может быть использовано в машиностроении для соединения деталей толщиной более 50 мм.

Цел ькэ из()6ретен и я является обеспечение возможности к;>(ествеlifloH сварки излезии из неферромыгнитных меl 3 .l.ë0â толщиной более 50 мм при ширине зазора

2 8 мм.

Ны фиг. 1 показ »НО форм и!)уе f>(0P сварочное ot.лин(ние, попереч(н>е сечение; на фиг. 2 — )о же, про.»ольное сечени(.

Электронный п чок 1 формируK)T с помощью эaehT()<»(t(<>(0 излучателя 2 и 1»вол<Я в зазор 3, ll(HpHH3 козорого cостывляет

2-8 мм. Рабочее расстояние (Гп электронного излу I »геля л .> обр3(((åkttl<)и к HE. х(у поверхности ck»;tj)k(B;tc)((!K.LCTL».!Bkt c<>cf;il»ляет как правило, ОО 500 мм Элек> ромаг Итное устроил.BO 4 (электромыгпи г, tодерж d l(Lltkl. в (ые Н<)сти, кdT> lll кх е !11» х(3! H и— чивак)щей обмогкой и р(!зомк(»уты(1 мыгнпToHp0B0ë р t.:»(Etc((it но по.! С(»1»рине»емыми,((талями. 11pOxo;I.>(tl((Й !lo ег0 обмотке II(ременный ток (Оздыег переменное мыгпитНОЕ f101<., 11< PH() ТИЧ(С КИ ИЗМ(И ЯЮП(С < СЯ ll() В(.личине и по направлению. Электромыгни гное устрой TB0 4 ориентировано т (K. чтобы формируемое им магнитное (н)л< 5 Оказ; >. IOCb tl(>II(. !!t 1H hi М OTt(OCI! I E. ЬН<) !I ÐO »01ЬНОЙ оси пучка 1. (гни lit.ðèoëè»åcêH >ткл<>н»еl пучок 1 м(жлу стенками»3зор;» 3 и . ),(ь

h0 в прелелых этого <азоры. !ы To!3 и< перечных h<>,tcf>kill!!(! t!.чка p3Bt((i 1 !ОО(1 ii

11рисалочный магериtiл б по,»;!и <» з«ну с Варки, обесп « it 3:»H»3 (юл н ение, з к;г< 13 зоры 3 мсгыллом Г1ри формир»ц)н(! ..: гк

ЛОГО НЕl ll, 1(» В, It ((H(>f О С, IОЯ 7 ЭЛЕКТ!> <гХI (1(ill! I

Ное ICÃp(>H<.тво 4 Ilt ремеl(Ld(OT Влоль l:tKO(0 зазоры 3 < О ск< рос I hK> сварки. < .гсобеfiности местОПОЛожениЯ Эпе КтрОмагнитнг)го устройства 4 обеспечивают отк,юнепие пу Iка 1 в не((0cрелстве иной близо< и <>Т сварочной Выппы. и (к)эп>му угол OTh«K ItB3Tb ВЫСОКУ Ю ) LC.(bH< K) II,!OÒÍOCTB МОИ<НОСТИ В IIHT(lt наГр(В(» tl3 OII,I;IB. IЯ(. МОИ пучком боковои стенке зазора. Это является Олним из неоохолимых ус.товий исключения несплав.!Сний и непровыров по боковым сгенкам узког0 зазоры Вне з,»висимо TH от ег(> глубины, т. е. 0! толшины свырива %(((K леталей 8. Другим условием является реализация B(! f>p;LHHOr диапазоны гастот поперечных колеб»lfH!i пу I ка 1, при котором удается 06«сlit ÷èòh облучен и е опл ы В.i Bcм ы х боковых поверх(юстей с таким перекрытием Ollлавляемых зон, которое cocò »(»i!ÿåò не менее по.и)вины,(и;< метра пучкы . +п>му услов (ю (<>огне гс»вует соот поп ге и ие

1)1< /0.5 (1, f Ll 3 C T

1 св — — cKopocTb сВВГ)ки, MM с;

d — диаметр пучка, мм.

Так как технический лиапазон скорости электронно-лучевой сварки V E> составляет

1 60 чмггс, а эффективный т(»;»м<:.ТР пУчка су(цествующих эле:ктронны:,;,лучателей составляет О,1- 2 мм, то граничные знач< ния чыстоты находятся в пределах от

1 Гц до 1 кГц. При чыстоте f(l Гц появляются не(! (3H. (1 ич I!0 боковым:-.теп,Q

1 кым узкого зазора (Oc<í)cbí

B(i((ilhl, приволяп(ии к ИОВЫ<. !снн(гй Iи<. ГО|ти литой зоны и cñ О>бе; неник> легируюп(ими 3 1(xt(k(T 3!<(tt В I t> (сл < 13(- В C (!3! Очи ОЙ В3 н не ii<>3 HHK(iK)T те P .!

T("×(Í1iH, 1<1>пр3 влеН!» Ы е От LL(. ki T!" EI K t р и<1>еГ)ии и (pBгретые на 1,)!. 20(< (О; Iiot HòåëüH< .теlft ней т:;< р»t, pbi рыси Ивы.

Е) !IIOI»р: М Ht»<> t Э H.: B

20 у (ьтразвуковой Idñ!:i ы Н :KI <:!)(i liH>. I Ы (>1, !1<РУN)1 1C (3 1311

P3t!l,. а вы !«(C!(3(>t Н !Е э (ЕМСН(<>н !!!.i <>hOki ), !If)i i . I < tt< )! (г. I<) I» C., h il « К,

< 0111<сиз Р 3ции В . I è 10и 3< н< : е :»»ВеГ) Lll (1<но< i ь ,.Е!!I «; it!»O>

<>Й (КО()<гет(,K) КрИСта. ЛИЗацИИ НЫННЫ ПРИВОли< I Bо ники()В ник> f(0p!i< тос)и.

ГгЕЛ И Ч ИН;1 (! С<)01 И<. 1(ТВ< (T att>(!)c

<и,п<(еп; у (I), чкы ны выбра> >"i р.иючем

q0 pt»< с10янии «1 -< !е»к г<)oHilol и . (<,

i,0BBp).(!001è рkit пл:»вы (,пот(»етстиук)п(ие изм (1> c I I I Я ! « ", ". (> P 3. < I (О B ы и 0 !, i Я т ь 11 <.. ) ".. (Б:. E P"

>Й Н, 1 . <6pk»З I!)1 Х (Н(i E. 3(!3< ið (! П j ) И (»Ыбjit!!I

;<:, ъ1 р;<6<г»Е М р(»ССТОЯНИИ И За;(:»ННЫХ lldpd х(е (рык и чк(! Ilo ОднОЙ из 06((LE HB B(тн >

З5 мет<:дик (проволочным зондом, щелевым м(то (Ом и T...л !. (TO к(»сает(я ым!< IиI" (((h0 l(6)3flHH п >Як i;() е по L6Hp эvf(lij)и Ic< Kи В кажлом ко(<к(>(TнОм c, lх Iые, исхоля i(» необхоли<хости обязыге,lhHOI плав.!t t«(>(боковых С1снок узког.> зазор; » (ледо40

Ваге iht»0, чем меньше (пирина .„зора, т м

6<),",)ипе ло.!жно быть отноп(ение ымплH l):Lhl колебаний пучка к этой ширин,, нып!>имер при зазоры. поря ека 2) мм 3мпли г,.tà Огклонения,(олжна быть рыв;1 >Й

45 г,5-3 м ч (при ампл итулах менее 2,5) м м п(»(нляк>тея несплавления l(0 боковым < I(H. (ым з; »ор3, а при амплитулах 60.(ее 3 мм

l BEличивак>тся сварочные деформа(;ии и,;1;1пример, IipH сварке высокоп )OH!lb(), с.1

50 чесhltt BoHBTB(»». е)!(ер(»ци!» способа проволяз в сле L) (0ill< и „,>слеловы) ельности.

1. < 0<»ij)3(OT сиариваемые летали, обесIl(÷HâdH узкий зы<:10p «от 2

55 и i спели н Немы ми поверхностями (величина

«зависит от толщины О л(талей!) .

Ле»I >ó.êыют cоорыннь<е летали в вак х м и м к) h 3 %(c j) v.

1530381

ФОРМУЛа uBOnP(TeHuЧ кх .р, мм/с

1 м«ъ

h,, ><с (<кр >

В, I ö Mlл

>( «)) мм/с

О«ск кВ (,В,, ИВ,) .»

М1,1.; i it.

0 мм мм мм мм талл. 1О:! и б ц с > l

120 !5 50 0,1 1000 3

3 1,b 50

ЪЕ-(О (";,HbJA

«. 1(! «<1 В

БрХ

12 ",О 20

120

0,25 800 25

80 э0 ;итано -Ый 01(:3В

Тб

0,5 50

0,4 150 8

5 1 8 30

8 2,0 60

2

250

1. с> )t(«

>( диаметр и!>исадочнои проволоки.

Ф х

Скоросгь Подачи присадочной проволоки

3. Устанавливают в надлежащее положсние механизм подачи присадки и электромагнитное устройство.

4. Подбирают скорость сварки 1

Ток пучка )<)) и номинальное ускоряющее напряжение U . Измеряют диаметр пучка <(на рабо тих расстояниях от «лектронного излучателя до поверхностей расплана при наплавке каждого слоя.

5. По.(считывают неличину частоты I колебаний электронного пучка по формуле

/0,5 d.

6. Подбира>от эмпирически амплитуду поперечного отклонения пучка. В первом приближении можно использовать соотношение = (1 — 1,5) h.

Вк..ючак т -.1 ктрох>агни < ное vcòðOH«Tи и (меряк I в«;!Ичину магнитной индукции В н d;>íаx предl 0:< 1ã3åìîãî пл3вления (например. с пом(яцын преобразовате.ieti ) олла). Дл(> начального участка нижнего слоя пва устанавливают величину /> н 1 p(l(л«ix 0 5 — 25 МТ«! B Bd ви им(н. Ги 0Т выбран><ых частот и ампли гt,! отклонения пучкd.

8. Опреде.IHIOT зависимость изменения величины тока намагничинаюшей Kатушки . ЛСКтРО v13(Н(ГГНОГO УСTj>()>ICTB3 ПО МЕРЕ п«р<кола h ка кдому из последун>щих слоев на (с il<л»н> !ц>ддержания за;(ацII0lf ве i (f IH Ihl В H зонс пл;) в <>сияя ) . 33T(. 1

Отключ«lют элс крима, нl!<ное х с гройст>и>.

,). >) ак) мирук<г к>))(с ру вплоть ло зал(1:(н<»>, тепенп разреd

1(). Вк1ю I3> т ток пучка в p«)K(fxie

НЗНОДКИ

1 ((,ив х1((ц 3 >01 «< п (>0 l0 I hH > к) Ось) «з(еh ()ОПНО! <) П>< ЧК«1 С <

) З КОГО ЛЗЗИР«1. !

2. Вк.(н -1310) «лектрома(нитное устройстВ0 и прон(ряют л«йстнительно«значение

;,< H(уды и част<>гы поперечного отклоне(1 р l1 H EO(> X (>g It Xl OCT H (l j) O H 3 Н0 1 H f

1(адлеж 3 шую к(>р! с к(и ровку этих нс ли IH H.

I 1,« ст«11! 3 ь. Ин >к> л« ..! «1 н н>,1(<(i «< I(ll! I H паР;)мс TP<)H .1< ij>(> ill()l > («кима (и Il(<,1;<чи при«3.10 )но(< и 3 г«ри,>. I )

l4. Выполняют первый при. од, формируя нижний напл;)в,l(. нныи с.ë>j).

15. Контролируют внсшнип нил !(! жНЕГС> C!IOH. ! 6. Во0) (ист«XIX I< li< хи.JH()C ос T«H>< ИС

1 7 1 ) . г > < H >< > I < (л и < I I!i k (< > K «i I i « < ., .. I i(I l«!Иван>щей катушки э (екTрoм3(п(lтнoго у«Tройства в cooTâåò«THHH с ранее постро«пной зависимостьк> (см и. 8) .

Повторяют операции по Jill. 1 2 17 .<ля каждого из последун>ших слоев п>ва вплоть

15 10 33HO IH(HHH 3330Pd Bo B«EH (. ГО те.

Описанным пут«м пp<)BOHHT б«лл«фектнyю сварку молибдена УМ-10, мс >ного сплава

Ьр\0,8 и (итdtl<)B(>l с(лана В((> на рекимаx, указанных в таблице.

20 Экономический эффект от применения изобретения 01<(>cд««(нет«я волможностью I)po» водить сварку изделий толщиной более

50 мм без переоснащения сушсствующиx сварочных электронно-лученых у<та íîâîê бо. >ее моп(ными источниками питания.

Способ м>(огослойний «л«ктронни-лучевой сварки в улкий зазор « полачс и прис аличного мат«ри;1.(3 B снаричнук) нанн и с

IJEðH0äè(1(р чнымп колебаниями

Э "<РКТР(>Н НИ(0:1« iK3 ИТ!>ИСИТ (.>ЬH() Псйз Рад ЬНОГО по IO)K«il (IH B< (.>и (Ь ц> ила Ими.1(. И(I Hit H с боковыми ст tiK3x>H xdK(>ã(> l;iлира, отличаю«(и(«я T(. м, ч(и, «цс, > ьн»;Ос (си« 1(. и я

35 B03((IO)K >I()(II кач(. < T Bсн>! Ои H3PKII llз;1(.I lf if из неферромагнптныx материалов тол(цинÎй оо!ес 50 мл1 при ширине зазора 2--8 мм, поперечные колсбания электрон>гого п1чка осуществляют («d«T<>Tult 1000 Рц, причем «лектроннып пучик отк i<»средственно в зазор«отклипяк>шее магHII н<>с поле.

1а30381

Составитель Е Мамутов

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес

Заказ 7812/14 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москв а, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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