Автоматизация управления электронно-лучевой сваркой разнородных металлов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Решетневскуе чтения. 2014

References

1. Morgunov Ju. A., Panov D. V., Saushkin B. P., Saushkin S. B. Naukoemkie tehnologii mashinostroitel'nogo proizvodstva: Fiziko-himicheskie metody i tehnologii : ucheb. posobie / pod red. B. P. Saushkina. M. : Forum, 2013. 928 s.: il.

2. Eliseev Ju. S., Saushkin B. P. Fiziko-himicheskie metody obrabotki v proizvodstve gazoturbinnyh dvigatelej / pod red. B. P. Saushkina. M. : Izd-vo MGTU im. N. Je. Baumana, 2010. 456 s.

3. Morgunov Ju. A., Opal'nickij A. I., Perepechkin A. A. Sovremennoe sostojanie i perspektivy primenenija v otrasli ul'trazvukovoj razmernoj obrabotki izdelij // Izvestija MGTU (MAMI). 2012. № 2. S. 140-144.

4. Saushkin B. P., Shandrov B. V., Morgunov Ju. A. Perspektivy razvitija i primenenija fiziko-himicheskih metodov i tehnologij v proizvodstve dvigatelej // Izvestija MGTU (MAMI). 2012. № 2. S. 242-248.

© Опальницкий А. И., Демидов Д. В., 2014

УДК 621.791.72

АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКОЙ РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

Т. Г. Орешенко, М. Ю. Морозов

ОАО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660123, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29

E-mail: veisver@mail.ru

Описаны проблемы электронно-лучевой сварки в атмосфере изделий из разнородных металлов. Применение измерительного устройства с феррозондовым датчиком позволяет получать качественные соединения.

Ключевые слова: электронно-лучевая сварка, горячие трещины, разнородные металлы.

CONTROL AUTOMATION OF ELECTRON-BEAM WELDING OF DISSIMILAR METALS

T. Oreshenko, M. Morozov

JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant» 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. E-mail: veisver@mail.ru

The problems for electron beam welding in atmosphere of dissimilar metals are described. Use of a measuring device with a fluxgate sensor produces high-quality welds.

Keywords: electron-beam welding, hot crack, dissimilar metals.

В целях экономии цветных металлов и в силу конструктивных особенностей часть изделий изготавливают стальными с приваркой частей из других металлов и сплавов - меди, титана, ниобия и других. При этом возникают существенные трудности из-за образования горячих трещин в металле шва. Причем с увеличением содержания меди в аустенитном металле шва более 3 % склонность к образованию горячих трещин возрастает. В этом случае при кристаллизации металла шва медь из-за ограниченной растворимости в стали выделяется по границам зерен, и под действием растягивающих напряжений и расклинивающего эффекта Ребиндера образуются трещины [1], что вызывает концентрацию напряжений и уменьшает износоустойчивость. При этом чаще трещины обнаруживаются на тех образцах, в которых твердость металла шва превышает 300 НУ, а ширина шва превышает 3,0 мм [2]. Для уменьшения вероятности возникновения горячих трещин сварка разнородных металлов, таких как «сталь + медь» должна вестись без применения развертывающих преобразований. Скорость сварки

при этом должна быть максимальной. Кроме того, так как теплопроводность меди в несколько раз больше теплопроводности стали, луч при сварке должен быть смещен от стыка в сторону меди на 0,5 мм для предотвращения перегрева ванны.

Наиболее распространенные на сегодняшний день системы автоматического наведения луча на стык в процессе электронно-лучевой сварки требуют присутствия сканирующих движений луча, что положительно сказывается на качестве получаемых соединений из однородных материалов. Особенно широко применяются системы наведения по вторично-эмиссионному сигналу и рентгеновскому излучению. Работа данных систем основана на детектировании сигнала при сканировании электронным лучом стыка изделия. При сварке в атмосфере конструкция электронно-лучевой пушки не предусматривает поисковых перемещений луча, и, как следствие, при отсутствии перемещений луча указанные системы слежения функционировать не будут. Тем не менее, при сварке разнородных материалов возможно применять систе-

Технология и мехатроника в машиностроении

му управления, основанную на регистрации изменения вертикальной составляющей магнитного поля над заваренным участком.

В качестве датчика магнитного поля может быть использован феррозонд [3], который в сравнении с датчиком Холла обладает большей чувствительностью к слабым магнитным полям и позволяет реализовать систему на несущей частоте. Датчик, закрепленный на электронно-лучевой пушке, установлен над заваренным участком стыка. Ось чувствительности феррозонда ориентирована в плоскости стыка, проходящей через электронный луч параллельно стыку и перпендикулярно свариваемым поверхностям.

Применение измерительного устройства с ферро-зондовым датчиком позволяет определить фактическую величину и направление отклонения электронного луча относительно стыка свариваемого изделия по изменению параметров магнитного поля тока в свариваемых деталях и осуществлять тем самым управление положением электронного луча при ЭЛС, что имеет немаловажное значение при сварке разнородных материалов.

Библиографические ссылки

1. Рабкин Д. М., Рябов В. Р. Сварка разнородных металлов. М. : Техника, 1975.

2. Гончаров А. Л., Слива А. П., Портнов М. А., Терентьев Е. В., Грибков М. С. Исследование сварных соединений разнородных сталей деталей магнитопро-вода, выполненных ЭЛС // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2013. Т. 15, № 4.

3. Браверман В. Я., Белозерцев В. С., Вейсвер Т. Г. Устройство для автоматического слежения за стыком при электронно-лучевой сварке // Вестник СибГАУ. 2011. Вып. 5(38).

References

1. Rabkin D. M., Ryabov V. R. Svarka raznorodnyh metallov. M. : Tehnika, 1975.

2. Goncharov A. L., Sliva A. P., Portnov M. A., Terentyev E. V., Gribkov M. S. Issledovanie svarnyh soedineniy raznorodnyh staley detaley magnitoprovoda, vypolnennyh ELS // Vestnik PNIPU. Mashinostroenie, materialovedenie. 2013. T. 15. № 4.

3. Braverman V. Ya., Belozertzev V. S., Veisver T. G. Ustrojstvo dlya avtomaticheskogo slegenya za stykom pri electronno-luchevoj svarke // Vestnik SibGAU. 2011. Vyp. 5(38).

© Орешенко Т. Г., Морозов М. Ю., 2014

УДК 621

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПУТЕМ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОТЖИГА

Т. Г. Орешенко, А. Б. Селиванов, М. А. Панфилов

ОАО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29

E-mail: veisver@mail.ru

Описан способ повышения качества сварных соединений деталей из алюминиевых сплавов путем высокотемпературного отжига в защитной атмосфере.

Ключевые слова: электронно-лучевая сварка, высокотемпературный отжиг, околошовная зона.

IMPROVING THE WELDED JOINTS QUALITY BY HIGH-TEMPERATURE ANNEALING

T. Oreshenko, A. Selivanov, M. Panfilov

JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant» 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: veisver@mail.ru

A method to improve the welded joints quality by high-temperature annealing in shielding atmosphere is described. Keywords: electron-beam welding, high-temperature annealing, heat-affected zone.

В сварных конструкциях изделий аэрокосмической техники в качестве основного материала используется алюминиевый сплав АМг6. Этот выбор обусловлен его высокими прочностными и антикоррозионными свойствами, малым удельным весом, а также хорошей свариваемостью. Основным недостатком сплава АМг6 является его повышенная склонность к образованию различного рода несплошностей в процессе сварки.

Попытки выявить причины возникновения пористости в околошовной зоне сварных соединений из сплава АМг6 и влияние газов газонасыщения деталей из этого сплава в процессе технологических операций на ее появление приводились еще в 1970-х годах [1]. Однако до настоящего времени основным дефектом, влияющим на уровень качества сварных соединений из сплава АМг6 является пористость, особенно в око-