CC BY
16
УДК 621.791.722
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ
*
Е. В. Бормотов , В. А. Ивлев Научный руководитель - Н. В. Успенский
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31
E-mail: evgeniy.bormotov.97mail.ru
Рассмотрены технологические возможности и преимущества электронно-лучевой сварки.
Ключевые слова: луч лазера, универсальный инструмент, технологические возможности, универсальность, локальность, прецизионность, корпоративные свойства.
BEAM LASER-UNIVERSAL TOOL FOR MATERIAL TREATMENT
*
E. V. Bormotov , V. A. Ivlev Scientific Supervisor - N. V. Uspenski
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: evgeniy.bormotov.97mail.ru
The technological capabilities of the laser beam as a universal tool for processing materials are considered.
Keywords: laser beam, universal tool, technological capabilities, universality, locality, precision, corporate properties.
Лучевые методы сварки находят довольно успешное использование в разных секторах промышленности. Между всех данных методик большей известностью пользуется элeктpoннo-лyчeвaя сварка (ЭЛС), шторая разрешает группировать за раз npoxofl металлы и cnnaBbi шириной от 0,1 до 400 мм. Элeктpoннo-лyчeвaя CBapKa принадлежит к способам CBapKH BbicoKoKoHueHTpnpoBaHHbiMH источниками энергии и влaдeeт большей численностью тexнoлoгичecкиx возможностей. Меньший размер литого мeтaллa и кратковременность TepMH4ecKoro Bo3fleftcTBra при ЭЛС обеспечивают наименьшие тепловые конфигурации физической формы coeflnraeMbix дeтaлeй, bo множествах cлyчaяx не превосходящие допусков на механическую обработку. Импульсный режим сварки, при kotopom тeплoвлoжeниe дополнительно меняется частотой и длитeльнocтью сварочных импульсов, распространённо используется при сварке соединений, pacпoлoжeнныx близко от спаев металла со стеклом или же керамикой, при герметизации изделий электрической техники и приборостроительной индустрии, тепловыделяющих составляющих реакторов и т. п.
По причине большой концентрации энергии в луче, наименьшему вступлению тепла и большей скорости охлаждения, участок теплового воздействия при ЭЛС содержит значительно наименьшую протяженность, а сокращение ceoftcTB в ней сравнительно маленькое. Самый ключевой смысл это содержит для аустенитной стали, cnnaBOB циркония, мoлибдeнa и иных мeтaллoв, склонных при нагреве к резвому pocTy зерта и понижению коррозионной стойкости.
Основательное пpoплaвлeниe металла при маленькой погонной энергии, имеющее пространство при ЭЛС, обуславливает важно огромную сшрость oTBOfla теплоты от 3oHbi
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2020. Том 1
сварки, собственно что гарантирует рост скорости кристаллизации маленькой по размеру сварочной ванны с получением мелкокристаллического строения металла шва, по собственным свойствам не достаточно отличающегося от главного металла.
Ввод значительно наименьшего кол-ва тепла при ЭЛС, тем более на импульсном режиме, по сопаставлению с дуговой сваркой выделяет вероятность во много раз убавить деформацию изделий. Огромное сосредоточение энергии в небольшом поперечном сечении луча и перенесении энергии лучом на большое расстояние от катода дают вероятность применить электронный луч при сварке в неширокую щель, когда способы дуговой сварки не имеют все шансы быть применены. При ЭЛС рабочее расстояние «электронная пушка — изделие» возможно менять в значимых границах без немаловажного конфигурации характеристик шва. Рабочее расстояние выбирается в границах 50-120 мм для низковольтных пушек и 50-500 мм для высоковольтных. При данных переменных рабочего расстояния в момент сварки на 1-5 мм не воздействует значимо на конечный итог соединения. Действенная оборона металла от воздействия с газами в процессе сварки исполняется в высочайшем вакууме. Значимо в 8-10 раз понижают энергетические затраты по сопоставлению с другими дуговыми способами.
ЭЛС - более здравый способ соединения: 1) изделий из тугоплавких металлов; 2) изделий из термически упрочненных металлов, когда нежелательна, затруднена или же невыполнима дальнейшая термообработка; 3) изделий впоследствии конечной механической обработки при надобности обеспечивания наименьших сварочных деформаций; 3) систем больших толщин осерьезного предназначения.
К более необходимым технологическим характеристикам относятся еще образ и геометрия стыкового соединения и пространственное состояние сварного шва и электрического пучка. Для однопроходной ЭЛС используются типы соединений, в основном свойственные для сварки плавлением. Различными типами соединений считаются соединения под сварку проникающим электрическим пучком (рис. 1, а), под сварку в углублении и недоступных пространствах (рис. 1, б), под сварку тавров сквозь полку (рис. 1, в). Отбортовка кромок (рис. 1, г) используется как правило в изделиях радиотехники и приборостроения.
Соединения под сварку проникающим пучком допускаются для тонко-листовых металлов в нижнем положений и для металлов небольших и средних размеров в горизонтальном положении. При ЭЛС используются соединения под сварку проникающим пучком допускаются для тонко-листовых металлов в нижнем положении и для металлов небольших и средних толщин в горизонтальном положении. При ЭЛС как правило используются технологические схемы: 1) сварка в нижнем положении (вертикальным электронным пучком) производится как без подкладки, так и на подкладке (рис. 2, а); 2) сварка на подъем и на боку (рис. 2, б, в) производится горизонтальным электронным пучком без подкладки, а для предотвращения вытекания жидкого металла из сварочной ванны временами уточняется ограничительная планка вдоль нижней кромки стыка (рис. 2, в); 3) сварка в потолочном положении (рис. 2, г) производится на металлах сравнительно маленькой толщины (как правило до 20 мм) и используется изредка.
Рис. 2.52, Некоторые типы сварных соединений при ЭЛС
Рис. 1. Некоторые типы сварных соединений при ЭЛС
Особенности подготовки как стыкуемых плоскостей деталей, и самих деталей обоснованы в ведущем наличием вакуума при сварке и спецификой источника теплоты — узкого потока электронов. Для обеспечивания высочайшего свойсвта сварного шва чистке от средств консервации, загрязнений, ржавчины и оксидных пленок подвергаются в неотъемлемом порядке стыкуемые плоскости, наружные и внутренние.
Для однопроходной ЭЛС не потребуется разделки кромок. В то же время есть конкретные запросы к ширине промежутка в стыке: ширина промежутка обязана быть меньше средних поперечных объемов электронного пучка. В зависимости от материала, его толщины, стыка, пространственного положения стыка и электронного пучка, электронной пушки оптимальная величина зазора станет различной. Из бессчетных опытных данных ведомо,собственно что при ЭЛС без присадки металлов шириной 20-30 мм промежуток, как правило, получается 0,1-0,2 мм, а шириной выше 30 мм - около 0,3 мм. Чем худше свариваемость металла и повыше запросы к допустимой деформации, тем более высокие требования предъявляются к точности выдерживания требуемого промежутка. Разделка же кромок соединяемых деталей „применяется только в важных случаях для совершенствования формирования шва и для обеспечивания надежной работоспособности систем самодействующего слежения за стыком. К примеру, для предотвращения или же сокращения усиления или же уширения верхней части шва используется V- или же Ц-образные разделки кромок.
Электронно-лучевая сварка рассматривается как более рассматривающийся метод соединения изделий из тугоплавких металлов; изделий из термически упрочненных материалов, когда нежелательна, затруднена или же невыполнима дальнейшая термообработка; изделий впоследствии оканчивающей механической обработки при надобности обеспечивания наименьших сварочных деформаций; ряда толстостенных и толстолистовых систем серьезного предназначения. Более развитыми областями освоенного промышленного использования ЭЛС в мире считаются авиакосмическая промышленность; ядерная энергетика; энергетическое машиностроение, в том числе турбостроение; электровакуумное, приборное и релейное создание: авто промышленность (производство шестерен, составляющих самодействующих коробок передач, управляющих колонок, реакторов для дожигания выхлопных газов; задних мостов грузовых автомашин, радиаторов).
1. «Электронно-лучевая сварка». / Назаренко O.K., Кайдалов A.A., Ковбасенко С.Н. и др. // под ред. Б.Е. Патона. «Наукова думка» 1987. Киев.
2. «Технологические основы сварки и пайки в авиастроении» / В.А Фролов, В.В. Пешнов., А.Б. Коломенский., В.А. Казаков. // г. Москва «Интермет Инжиниринг» 2002.
3. Энциклопедия «Машиностроение» в сорока томах. Раздел 3 Технология производства машин, Том 3-4 «Технология сварки, пайки и резки». Под редакц. Б.Е. Патона. Издательство Москва «Машиностроение» 2006.
Рис.2. Общие технологические схемы ЭЛС
Библиографические ссылки
© Бормотов Е. В., Ивлев В. А., 2020
