CC BY
13Информационно-управляющие системы
УДК 621.791.722
ВЫБОР УСКОРЯЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ПО ОПТИМАЛЬНОМУ НАГРЕВУ
ЗОНЫ ПРОПЛАВЛЕНИЯ*
С. О. Курашкин, Ю. Н. Серегин
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассмотрено влияние ускоряющего напряжение на параметры электронно-лучевой сварки. Представлены результаты исследования в виде таблицы параметров электронно-лучевой сварки.
Ключевые слова: сварка, электронно-лучевая сварка, параметры, физические коэффициенты.
SELECTING ACCELERATING VOLTAGE FOR OPTIMUM HEATING OF FLOODING ZONE
S. O. Kurashkin, Y. N. Seregin
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The research effect of accelerating voltage on parameters of electron-beam welding. We describe the results of researching in the form of a table of electron-beam welding parameters.
Keyword: welding, electron-beam welding, parameters, physical coefficients.
Электронно-лучевая сварка - сварка, при которой нагрев и плавление изделий осуществляется потоком высокоскоростных электронов, движущихся под действием электрического поля в вакууме [1]. Цель данной работы заключается в исследовании влияния ускоряющего напряжения на зону проплавления, то есть на ширины сварного шва при электронно-лучевой сварке. Это необходимо, чтобы узнать, как влияют ускоряющее напряжение на зону проплавления при нагреве. Модели мгновенных источников справедливы для металлов и сплавов при условии, что физические характеристики материала при нагреве не изменяются [2].
Ток луча рассматривается как нормально распределенный, в котором присутствует такой параметр как диаметр. В данной работе будет рассмотрена зависимость ускоряющего напряжения от диаметра луча. Это необходимо, чтобы узнать, как влияет разные значения ускоряющего напряжение при сварке различных биметаллических соединений, титана, алюминия и т. п. На сегодняшний день не известно какое значение ускоряющего напряжения лучше использовать при сварке так как не было проведено практических экспериментов что бы доказать какое значение ускоряющего напряжения оптимально.
Для вычисления параметров электронно-лучевой сварки используется математический функционал. Использование математического функционала подразумевает применение двух формул из теории
теплового поля. Это формулы температурного поля быстродвижущегося линейного и точечного источника. В работе [2] проведен обзор формул температурного поля быстродвижущегося линейного и точечного источника и рассмотрен функционал, применяемый в ходе вычислений параметров электронно-лучевой сварки.
Формула тока луча [3]:
/п "^Ф(х}*ехр(-(2*3-)d*, (1)
I = -
а-1 " ' 14 2*а-где /п - ток пучка электронов; x - координаты по оси x; ф( x) - эффективный коэффициент вторичной эмиссии; а - среднеквадратичное отклонение.
Среднеквадратичное отключение принимается так же и за диаметр пучка, который зависит от ускоряющего напряжения [4].
Основываясь на работе [5] можно добавить в расчеты диаметр пучка и узнать, как влияют диаметр и ускоряющее напряжение на геометрические характеристики сварного шва.
В таблице представлены изменения параметров электронно-лучевой сварки от ускоряющего напряжения. Вычисление этих параметров осуществлялось для титанового сплава ВТ-14.
Проведённое исследование по полученным результатам показало, что для титанового сплава ВТ-14 толщиной 0,12 см. оптимальные параметры являются при ускоряющем напряжении 20 кВ.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 17-48-240098 [5].
Решетневские чтения. 2018
Параметры электронно-лучевой сварки
Диаметр луча, мм Ток сварки, мА Ширина сварного шва, см Скорость сварки, см/с Ускоряющее напряжение, кВ
0,5 50 0,0564 1,8 20
0,1 34 0,0648 1 30
0,01 16 0,0795 1 60
Библиографические ссылки
1. Электронно-лучевая сварка [Электронный ресурс]. URL: https://osvarke.com/ebw.html (дата обращения: 08.09.2018).
2. Курашкин С. О. Влияние физических коэффициентов на моделирование параметров электроннолучевой сварки // Сб. материалов XIV Междунар. на-уч.-практ. конф., посвящ. Дню космонавтики. 2018. № 2. С. 1-3.
3. Управление электронно-лучевой сваркой / В. Д. Лаптенок, А. В. Мурыгин, Ю. Н. Серегин и др. ; под. ред. В. Д. Лаптенка ; Сиб. аэрокосмич. акад. Красноярск, 2000. 234 с.
4. Электронно-лучевая сварка. Установка электронно-лучевой сварки [Электронный ресурс]. URL: http://www.mtomd.info/archives/2061 (дата обращения: 30.08.2018).
5. Серегин Ю. Н., Курашкин С. О. Моделирование режима ЭЛС для прогнозирования параметров сварного шва. М. : НИУ «МЭИ», 2017. С. 26-36.
References
1. Elektronno-luchevaya svarka. Available at: https://osvarke.com/ebw.html (accessed: 08.09.2018).
2. Kurashkin S. O. Vliyaniye fizicheskikh koeffitsi-yentov na modelirovaniye parametrov elektronno-luchevoy svarki // cb. materialov XIV Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvyashch. Dnyu kosmonavtiki. 2018. № 2. Р. 1-3.
3. Upravleniye elektronno-luchevoy svarkoy / V. D. Laptenok, A. V. Murygin, Yu. N. Seregin et al. ; pod. red. V. D. Laptenoka. Krasnoyarsk : SAA, 2000. 234 р.
4. Elektronno-luchevaya svarka. Ustanovka elektronno-luchevoy svarki. Available at: http://www.mtomd.info/ archives/2061 (accessed: 30.08.2018).
5. Seregin Yu. N., Kurashkin S. O. Modelirovaniye rezhima ELS dlya prognozirovaniya parametrov svarnogo shva. M. : NIU "MEI", 2017. Р. 26-36.
© Курашкин С. О., Серегин Ю. Н., 2018
