Способ управления процессом однопроходной электронно- лучевой сварки со сквозным проплавлением

 

Изобретение относится к сварке, в частности к управлению процессами электронно-лучевой сварки изделий больших толщин со сквозным проплавлением, Цель изобретения - повышение качества сварных соединений изделий больших толщин путем обеспечения равномерного формирования сварного шва по всей его высоте. В процессе сварки измеряется высота hi усиления 7 и высота h2 корневого валика 8 сварного шва. Вычисляется отношение высот. Положение фокуса электронного пучка по высоте сварного шва устанавливается в соответствии с условием 0,§5 hi/h2 1,05. Изобретение позволяет стабилизировать гидродинамические процессы в сварочной ванне, что обеспечивает получение качественных сварных швов с плотной литой зоны. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 В 23 К 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОЬ ЕТЕНИЯ

Ж 53

1 (p3

Ы

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4603396/27 (22) 09.11.88 (46) 15.10.91, Бюл, № 38 (71) Институт электросварки им. Е.О. Патона (72) В.В, Зубов, В.И. Кислый, Ю.И. Пастушенко и С.Н. Ковбасенко (53) 621.791.72 (088.8) (56) Заявка Японии ¹ 60 — 227974, кл. В 23 К9/12, 13.11.85, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ОДНОПРОХОДНОЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ СО СКВОЗНЫМ ПРОПЛАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к управлению процессами электронно-лучевой сварки изделий больших толщин Ж„„1683933 А1 со сквозным проплавлением, Цель изобретения — повышение качества сварных соединений изделий больших толщин путем обеспечения равномерного формирования сварного шва по всей его высоте. В процессе сварки измеряется высота h> усиления 7 и высота hz корневого валика 8 сварного шва. Вычисляется отношение высот, Положение фокуса электронного пучка по высоте сварного шва устанавливается в соответствии с условием 0,95 < h>/hz < 1,05.

Изобретение позволяет стабилизировать гидродинамические процессы в сварочной ванне, что обеспечивает получение качественных сварных швов с плотной литой зоны, 1 ил.

1683933

Изобретение относится к сварке, в частности к управлению процессами электронно-лучевой сварки изделий больших толщин со сквозным проплавлением.

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений изделий больших толщин путем обеспечения равномерного формирования сварного шва по всей его высоте.

На чертеже представлена схема устройства для реализации. способа.

Для управления процессом однопроходной электронно-лучевой сварки со сквозным проплавлением в качестве регулирующего параметра используют положение фокуса электронного пучка по высоте сварного шва, В качестве управляемого параметра процесса сварки, характеризующего формирование сварного шва, используют отношение высот усиления и корневого валика сварного шва.

При перефокусировке электронного пучка получаемый сварной шов имеет высоту корневого валика, превышающую высоту корневого валика сварного шва с технологически оптимальным сечением. При недофокусировке получаемый сварной шов имеет подрез в корневой части. В обоих случаях качество сварного шва не удовлетворяет технологическим требованиям, Регулированием положения фокуса электронного пучка по высоте сварного шва по соотношению высот усиления и корневого валика сварного шва предотвращают вытекание металла с обеих сторон сварного соединения и гарантируют получение высококачественного сварного шва.

Положение фокуса электронного пучка по высоте сварного шва задают по соотношению

0,95 < — (1,05

h)

) г где h> — высота усиления сварного шва, мм; пг — высота корневого валика сварного шва, мм.

Диапазон границ соотношения высот

h1/йг в пределах 0,95 — 1,05 является оптимальным с точки зрения автоматического регулирования и получения гарантированного качества литой зоны сварного шва, Для хорошо сварив емых материалов отклонения от него даже в пределах+10; не вызывают внутренних дефектов литой зоны, но влекут за собой дополнительные работы по подварке подрезов с одной стороны, и по устранению черезмерных усилий — c другой, Трудносвариваемые материалы весьма чувствительны к форме литой зоны сварного шва однопроходного шва из-за склонности к горячим и холодным трещинам при неблагоприятной геометрии литой зоны. В этом случае диапазон 0,95 < h>/йг < 1,05 ограничивается допуском + 1 $.

5 Поддерживая положение фокуса электронного пучка в соответствии с отношением

0,95 < — < 1,05, обеспечивают равномерh1 йг ность формирования сварного шва по всей

10 его высоте, а следовательно, и его высокое качество, Устройство для реализации способа включает датчик 1 регистрации сигналов от зоны формирования сварного шва, который

15 через блок 2 обработки сигнала датчика 1 и блок 3 сравнения и выдачи управляющего сигнала связан с исполнительным устройством 4.Выход испонительного устройства 4 соединен с фокусирующей системой элект20 ронно-лучевой пушки 5. Зеркала 6 служат для передачи изображения из зоны сварки, Способ управления процессом однопроходной электронно-лучевой сварки со сквозным проплавлением включает следую25 щие операции: установку параметров режима сварки; регистрацию сигналов датчиком

1 от расплавленного металла усиления 7 и корневого валика 8 сварного шва; вычисление в блоке 2 обработки сигнала датчика 1

30 высоты h> усиления 7 и высоты пг корневого валика 8; определение соотношения высот

h1 — и сравнение полученной величины пг соотношения с заданными пределами

35 Ь.

0,95 (— (1,05 в блоке 3 сравнения и йг выдачи управляющего воздействия.

При — 0,95 фокус электронного пучh1 пг ка заглубляется в корневую часть сварного шва, При — 1,05 фокус электронного

h1 пг пучка поднимается к лицевой поверхности свариваемого изделия, В результате проведенного сравнения в блоке 3 вырабатывается сответствующий управляющий сигнал, который посредством исполнительного устройства 4 отрабатывается в фокусирующей системе электроннолучевой пушки 5.

Фиксация излучения от расплавленного металла усиления 7 и корневого валика 8 сварного шва со стороны непроваренной части стыка осуществляется датчиком 1 с помощью воспринимающих зеркал 6. В качестве датчика 1 может использоваться телевизионная камера, снабженная нейтральным светофильтром, Информация от зоны сварки поступает в блок 2, в котором

1683933

Составитель И.Фролов

Редактор И.Касарда Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 3466 Тираж 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 определяются высота hi усиления 7 и высота hz корневого валика 8 и выполняется преобразование в электрические сигналы. В блоке 3 вычисляется соотношение электрических сигналов, пропорциональных высо- 5 та м h1 и hz. Результат соотношения сравнивается с заранее установленными пределами и выдается воздействие на исполнительное устройство 4, регулирующее положение фокуса электронного пучка по 10 высоте сварного шва.

Устройство регулирует положение фокуса электронного пучка, что обеспечивает равномерное формирование сварного шва 15 по всей его высоте.

Способ опробировался при сварке горизонтальным электронным пучком стали

IXI8H9T толщиной 60 мм с использованием в качестве датчика телевизионной камеры 20

КТП-65. Режим сварки: 0„, = 60 кв;1„= 350 мА; !ф = 890 мА; V = 2,5 мм/с; L = 180 мм, Осуществлялась развертка пучка по окружности ф1,2 мм с частотой f = 240 Гц. Формирование усиления и корневого валика 25 сварного шва происходило плавно без резких переходов по высоте в пределах 1,6-2,0 мм, беэ разбрызгивания и вытекания расплавленного металла, Изменение тока фокусировки 1ф в процессе сваркй под- 30 держивали науровне +4 мА, Контроль швов при помощи у-просвечивания, ультразвуковых и металлографических исследований поперечных шлифов дефектов не выявил.

Устранение подрезов сварного шва, 35 гарантированное при автоматическом регулировании положения фокуса электронного пучка, предотвращает опасность замедленного разрушения от поверхностных концентраторов в процессе сварки и вылеживания перед термообработкой закаливающихся сталей. Кроме того, активная оптимизация уровня фокусировки стабилизирует гидродинамические процессы в канале проплавления, обеспечивая уплотнение литой зоны сварного шва, Ф о р м ул а и зоб р е те н и я

Способ управления процессом однопроходной электронно-лучевой сварки со сквозным проплавлением, при котором падаметры процесса сварки регулируют по измеряемым геометрическим параметрам . сварного шва, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений изделий больших толщин путем обеспечения равномерного формирования сварного шва по всей высоте сварного соединения, в качестве геометрического параметра сварного шва используют отношение высоты усиления к высоте корневого валика сварного шва, а в качестве регулируемого параметра процесса сварки используют положение фокуса электронного луча по толщине свариваемого соединения .в соответствии с условием

0,95 — « 1,05, h1 2 где hi — высота усиления сварного шва, мм;

hz — высота корневого валика сварного шва, мм,