Способ электронно-лучевой сварки разнородных металлов с поперечными колебаниями электронного луча

Способ электронно-лучевой сварки разнородных металлов с поперечными колебаниями электронного луча

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.12.78 (21) 2692909/25-27

Р М К з с присоединением заявки ¹

В 23 К 15/00 Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) приоритет (53) УДК 621.791. . 72 (088. 8) Опубликовано 2306.82. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 23.06.82 (72) Авторы изобретения

С. П. Кочармин, С. В. Гавринцев, A Ô. Зорихин

B . .Г. Павлю ко в и Г. Н . Филатов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ

РАЗНОРОДНЫХ METAJIJIOB С ПОПЕРЕЧНЫМИ

КОЛЕБАНИЯМИ ЭЛЕКТРОННОГО ЛУЧА

Изобретение относится к электронно-лучевой сварке.

Известен способ электронно-лучевой сварки разнородных металлов с поперечными колебаниями электронного луча и с изменением фокусировки в процессе сварки (1).

Недостатком этого способа является нестабильность переходных процессов фокусировки и расфокусировки, что приводит к расплавлению обоих. свариваеьых металлов и образованию пор и райовин..

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- . мому результату является способ электронно-лучевой сварки разнородных металлов с поперечными колебаниями электронного луча относительно стыка и преимущественным тепловложением в более легкоплавкий металл (2 ).

Недостатком этого способа является образование холодных участков вследствие взаимного смещения зон нагрева свариваежх металлов, что приводит к снижению качества сварного соединения.

Цель изобретения - повышение качества сварных соединений за счет устранения взаимного смещения зон нагрева свариваеьых металлов.

Поставленная цель достигается тем, что колебания осуществляют под углом (.к стыку, равным

4 A f гсср Ч где А — амплитуда колебаний, мм;

f — частота колебаний, 1/с;

V — скорость сварки, мм/с.

На чертеже показана схема осуществления способа.

Деталь 1 стыкуют с деталью 2 из

15 более легкоплавкого металла. Затем устанавливают отклоняющую систему и поворотом относительно оси пучка на расчетный угол <К между стыком 3 и направлением F колебаний луча и

2О производят электронно-лучевую сварку с амплитудой колебаний A и с временем воздействия полного периода колебаний электронного пучка

Т= 1/f, при этом 7,: -время воздействия электронного пучка на деталь 1, а ; - время воздействия электронного пучка на деталь 2.

Колебания под углом с(.к стыку обеспечивают тепловой баланс в зоне

ЗО соединения за счет устранения взаим937116 ного смещения зон нагрева свариваемых металлов.

Пример. Осуществляют сварку стали Э10-Ш с бронзой БрКМц3-.1. Производят измерение диаметра пучка методом вращающегося зонда. Величина диа- 5 метра фокального пятна составляет

0,66 мм.

Определяют скорость сварки по формуле:

Ч=

2,1 н4р(ст„„ч,„z)

)+ где J = О, 056A — ток сварки у

U = 22500 — ускоряющее напряжение; тогда, Ос056 22600

5r3 95

О 81

2.1. Ос475 О 48 6 1 (Ос381 ° 109Ъ+205) с с 1 О, 1 +

2 1,234. 8,4 ° (0,381 "1080 + 205) тогда

25 1 15 9000 ° 50 ° О 2

45 ° 1000 ° 150

A= 0,2 мм.

Далее производят расчет угла между направлением колебаний пучка и

30 стыком по формуле:

Разворотом отклоняющей системы электронной пушки устанавливают по лимбу, закрепленному на корпус отклоняющей катушки, рассчитанный угол с точностью 67,5р . Сварку выполняют при режиме:

U К=22,5кВ1 J луча= 56 мА;

U сварки = 5 мм/с.

Использование изобретения позво45 лит повысить качество сварки. формула изобретения

Способ электронно-лучевой сварки

50 разнородных металлов с поперечными колебаниями электронного луча относительно стыка и преимущественным тепловложением в более легкоплавкий металл, отличающийся

55 тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет устранения взаимного смещения зон нагрева свариваемых металлов, колебания осуществляют под углом а(. к стыку, рав60 ным

4 А f с(. = arctg

Ч где А - амплитуда колебаний, мм;

f — частота колебаний, 1/с;.

65 V - скорость сварки, мм/с.

V = 0,5 см/с = 5 мм/с

Определяют частоту колебаний электронного луча по формуле:

V н где Y +Т =Т=—

1 н п =К/ т.е. V=d(1-k)- f — f — д й(1-)с) где V = 5 мм/c . — — скорость сварки; и = 0,66 м — диаметр фокального пятна;

k 0.5 — коэффициент перекрытияя, тогда

0,66 (1-0, 5)

Амплитуду колебаний электронного пучка определяют по формуле:k FU " / U, где k= k = — k

М, aw 2Х Z

2@ 1 Zd > 2 Яр

Подставляя значения k k получают

Мр аж -Ф вЂ”,1(о где М = 1 — магнитная пронио цаемость вакуума; а = 15 мм — высОта1

w = 3000 - число витков;

d = 45 мм - средний диаметр;

Z = 1000 Ом- сопротивление отклоняющих катушек;

F = 50 мм - расстояние от центра отклоняющей системы до.поверх ности свариваемого и здели яу

U = 22500 В- ускоряющее напряжение, Uc = 0 2Â вЂ” напряжение на зажимах отклоняющей системы пушки, Н = 0,475 см- глубина проплавления бронэы1

d = 0,48 см - ширина зоны шва в вершине;

c = 0,381 — — теплоемкость;

r-град

P = 8,4 г/см - плотность; т.пл.©1080 C - температура плавления бронзы БрКМц

3-1;

Ь =205 Дж/r - удельная энергия пл плавления бронзы; а =1,234 см /с — коэффициент температуропроводности;

Х =3,95 Вт/см град — теплопровод" ность|

О 48 8. (3 1080+205

4 A f

M = arctg

4. 0,2. 15 р

aL=arctg =arctg 2 4=67 ?2

937116

Составитель P.Áàëàÿí

Редактор О.Юрковецкая Техред Т. Маточка Корректор А.Дзятко

Заказ 4323/15 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 42-24816, кл. В 23 К 15/00, 1967.

f !

2. Рыжков Ф.Н . и др. Сварка брон- зы Бр Х0,8 и стали ЭЦ 811 колеблющймся электронным лучом. — Автоматическая сварка, 1973, 9 5, с. 56.

Г

В