Способ электронно-лучевой заварки сварочных дефектов типа кратер

 

Изобретение относится к технологии электронно-лучевой сварки и может быть использовано в машиностроении для устранения дефектов сварных швов. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения и уменьшение мощности электронного пучка при устранении дефекта за счет уменьшения объемов расплавляемого за единицу времени металла. В зоне обнаруженного дефекта шва выполняют коническое отверстие и вставляют в него коническую вставку с осевым отверстием, располагая ее верхний более широкий торец с превышением относительно поверхности шва. Сварку производят двукратно преломленным пучком, точку пересечения которого с оптической осью электронного излучателя располагают в осевом отверстии. Пучок перемещают по круговой траектории, расплавляя вначале нижний торец вставки, а затем - последовательные вышележащие объемы, постепенно выводя названную точку пересечения пучка и оптической оси из осевого отверстия. При первоначальном оплавлении нижнего торца вставки мощность пучка должна обеспечить возможность оплавления и сварки этого торца вставки с основным металлом сварного соединения, а в дальнейшем эту мощность поддерживают постоянной.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„; 158 ßÙ

А1 (g))g В 23 К 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

i fs.

C °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4470450/25-27 (22) 17.06.88 (46) 30,07 ° 90, Бюл. Р 28 (72).В,В.Баранов и В.Г.Онин (53) 621.791.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 727377, кл, В 23 К 15/00, 1977, Авторское свидетельство СССР

N - 1349929, кл, В 23 К 15/ОО, 07,01,86 (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ 3АВАРКИ СВАРОЧНЫХ ДЕФЕКТОВ ТИПА "KPA-

ТЕР" (57) Изобретение относится к технологии электронно-лучевой сварки и может быть использовано в машиностроении для устранения дефектов cBBpHbtx швов. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения и уменьшение мощности электронного пучка гри устранении дефекта за счет уменьшения объемов расплавляемого за единицу времени металла, В зоне обнаруИзобретение относится к технологии электронно-лучевой сварки и может быть использовано в машинострое-. нии для устранения дефектов сварных швов, Цель изобретения повьппение качества сварного соединения и уменьшение мощности электронного пучка при устранении дефекта за счет уменьшения объемов расплавляемого за единицу времени металла, На чертеже показана схема элект, ронно-лучевой заварки сварочных де- фектов типа "кратер" на участке шва. женного дефекта шва выполняют коническое отверстие и вставляют в него коническую вставку с осевым отверстием, располагая ее верхний более широкий торец с превышением относительно поверхности шва, Сварку производят двукратно преломленныл пучком, точку пересечения которого с оптической осью электронного излучателя располагают в осевом отверстии. Пучок перемещают по круговой траектории, расплавляя вначале нижний торец вставки, а затем последовательные вышележащие объемы, постепенно выводя названную точку пересечения пучка и оптической оси из осевого отверстия, При первоначальном оплавлении нижнего торца вставки мощность пучка должна обеспечить возлюжность оплавления и сварки этого торца вставки с основным металлом сварного соединения, а в дальнейшем эту мощность поддерживают постоянной, На дефектном участке шва, сформированного при сварке деталей 1 и 2, выполняют коническое отверстие и размещают в нем коническую вставку

3 со сквозным осевым отверстием.

Электронный пучок 4 двукратно преломляют с помощью двух отклоняющих систем 5 так, что обеспечивается пересечение траекторий электронов пучка с оптической осью электронного излучателя в точке В, Вначале эту точку В располагают в осевом отверстии вставки, а затем с помощью отклоняющих си тем 5 обес1581519, 4 печивяют вращение двукратно прелоиленного пучка 4 и увеличивают его ток до рабочего значения, постепенно перемещая точку В в направлении электронного излучателя 6. После постепенного заплавленил осевого отнерстия вставки, заваринаемой в дефектную зону шва, и опланления ее выступающей няд швом части ток пучка плавно снижают до пулевого значения.

На первом этапе заварки обеспечивается полное расплавление нижнего торца вставки при минимально возможном оплавлении ее верхнего торца.

На чертеже показан угол с/ наклоня пучка к оси электронного излучателя, который с учетом обычных геометрических соотношений может быть подсчитан по формуле 20, < агсц, ((D „+ d) /2 Р 3, где. Р и — наружный диаметр нижнего торца вставки;

Й вЂ” диаметр осевого отверстия вставки;

d — - высота вставки.

Первоначальное поло>кение точки В в осевом отверстии вставки может быть определено по формуле

Н = 0,5d .ctg Ы, где Н, - глубина, ня которой расположена точка В в осевом отверстии вставки °

3S

При первоначальном оплявлении нижнего торца вставки мощность электронного пучка выбирают именно с учетом этого расплавления .и,сварки нижнего торца вставки с основным металлом 4 сварного соединения, В дальнейшем выбранная мощность пучка поддерживается на постоянном уровне, а оплавление нышележящих объемов вставки производят зя счет перемещения точки 45

В (вверх по чертежу), За счет этого в каждый момент времени расплавляется меньший объем металла, нежели по изнестному способу и затрачивается меньшая мощность, Ю

?1 р и м е.р. Провели сварку в нижнем положении плит из алюминиевого сплава АИх б толщиной 60 мм на режиме: ускоряющее напряжение 60 кВ, ток электронного пучка 320 мА, ток фоку55 сировки - 15 мА, скорость сварки

30 м/ч, расстояние от электронного излучателя до лицевой поверхности плит 100 мм, частота кругового перемещения пучка 170 Гц, перно ачяльняя глубина расположения точки В в отверстии нставкй Н 14 мм, конечная высота точки В над поверхностью плиты Н 43 мм, скорость перемещения точкй В в процессе сварки 40 м/ч, При сварке использовали блок двойного преломления ОЛ-143, Дефекты сварного шва получили искусственным путем за счет периодического отключения источника питания, На подлежащем исправлению дефектном участке выполняли коническое отверстие глубиной 40 мм с диаметрами

В 4 мм и Вя 6 мм. В это отверстие вставляли вставку с соответствующими ему наружными размерами, в которой предварительно выполняли осевое отверстие диаметром d 2 мм. Превышение вставки пад поверхностью плит составляло 3 мм.

После заварки было установлено, что в зоне бывшего дефекта нет пор или несплавлений, содержание магния и марганца в литом металле уменьшилось менее чем на 5Е в сравнении с их исходным содержанием, а прочностные свойства литого металла составляли не менее 95Х. от прочности металла до заварки дефекта, Практика показала, что наилучшие результаты обеспечиваются при следующих рязмеоях вставки: Ю = 20-.

40 мм, d .= 1,5-2,5 мм, D> 3-4 мм, 1>8= 5-6 мм.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет повысить качество сварного соединения.

Формул а из о бр ет ения

Способ электронно-лучевой заварки сварочных дефектов типа "кратер", при котором в зоне дефекта сварного шна выполняют коническое отверстие, размещают в нем вставку с превышением над поверхностью сварного шва, и облучают ее перемещаемым по круговой траектории электронным пучком, проплавляя ее на всю ее глубину, о т-. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения и уменьшения мощности электронного пучка при устранении дефекта путем уменьшения объемов расплавляемого за единицу времени металла, во встанке предьярительно выполняют осевое отверстие, я облучение ее производят двукратно преломленным элект!

30Н0

ПЛО

Составитель Е,Мамутов

Техред Л.Олийнык Корректор О,Ципле

Редактор Л, Веселовская

Заказ 2056 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101 ронным пучком, располага. в осевом отверстии вставки точку пересечения двукратно преломленного электронного пучка с оптической осью электронного излучателя, при этом ток излучателя

81519 6 увеличивают до рабочего значения и перемещают точку пересечения электронного пучка с оптичесКой осью

5 электронного излучателя в направле иии этого излучателя,