Способ стабилизации и контроля глубины проплавления при электронно-лучевой сварке Советский патент 1991 года по МПК B23K15/00 

Изобретение относится к машиностроение и предназначено для автоматизации процесса электронно-лучевой сварки.

Целью изобретения является повышение качества формирования сварного соединения за счет снижения пульсаций глубины проплавления в корне шва с несквозным проплавлением.

Способ состоит в том, что электронный пучок в процессе сварки в момент изменения глубины проплавления ( Утка проплавления) в большую сторону по отношению к заданной в самом начале процесса отклоняется из зоны- образования пика по информации от датчика проплавления в направлении, обратном направлению сварки только в момент изменения интенсивности тормозного рентгеновского излучения на 5-10% от первоначального значения. Способ повышает качество формирова- ния сварного соединения путем снижения пульсаций глубины проплавления в корне шва. Изменение интенсивности рентгеновского излучения из Зоны сварки менее чем на 5% может быть .обусловлено не только гидродинамическими процессами в канале проплавле- нин, но и взаимодействием электронного пучка с паровой фазой, что не является определяющим в изменении глубины проплавления, а изменение более 10% приводит к значительным пульсациям корня шва. Затем электронный пучок возвращается в исходное состояние

О СЛ

ел J ю

со

после изменения сигнала датчика при заданной установившейся глубине проп- лавления без нарушения общего теплового баланса сварной ванны.

Установлено, что при фиксировании изменения интенсивности тормозного рентгеновского излучения менее 5% по сравнению с первоначальным значением не происходит заметных колебаний глубины проплавления.

При изменении на 5% появляются отдельные отклонения глубины проплавления от 0,8 до 2 мм.

При изменении интенсивности тормозного рентгеновского излучения на 10% от первоначального значения колебания глубины проплавления составляли до 5 мм, а при увеличении свыше 109; колебания глубины проплавления составляли 5,8 - 6 мм и более.

Поэтому для диапазона отклонений пучка в сторону, противоположи з направлению сварки, и был выбран интервал изменения рентгеновского излучения на 5-1°% для повышения качества формирования сварного соединения путем снижения пульсаций глубины проплавления в корне шва.

Способ поясняется чертежом.

Электронный пучок 1, формируемый сварочной пушкой 2t производит проп- лавление металла с образованием сварочной ванны 3 Тормозное рентгеновс- кое излучение из сварочной ванны 3 регистрируется датчиком , сигнал с которого после преобразования в логическом устройстве 5 подается на откло няющуюсн систему электронно-лучевой пушки 6, которая в момент образования пика глубины проплавления, сопровождающийся изменением интенсивности рентгеновского излучения, фиксируемого датчиком, отклоняет пучок электронов в направлении, обратном направлению 7 сварки, предотвращая дальнейшее проплавление металла в мес те образования пика проплавления на 5-10% от первоначального значения, после чего происходит возвращение сигнала датчика рентгеновского излучения в установившееся состояние. Затем электронный пучок возвращается в исходное положение путем отключения отклоняющей системы пушки t логическим устройством 5. Такой режим работы системы автоматически повторяется каждый раз при изменении глу

бины проплавления, предотвращая появление пиков проплавления.

При использовании отклонения электронного пучка из зоны образования пика в самом начале этого процесса в направлении, обратном направлению сварки, только в момент изменения интенсивности тормозного рентгеновского излучения на 5-10% от первоначального значения существенно повышается качество сварного шва за счет снижения пульсаций глубины проплавления в корне шва.

П р и м е р. Способ опробован при электронно-лучевой сварке стали 12Х18Н10Т толщиной до 28 мм на установке типа У-25С. Параметры сварки:

5

0

. 0 5

0

5

U,

ус к

зо KB, ini|Nfcn -- MA, v,

с«

15 м/ч, частота колебаний пучка в сторону, обратную- направлению сварки,

составляет f , время выдерж - отм ки пучка в отклоненном положении

порядка 27 мкс.

Технические преимущества изобретения следующие: повышение качества формирования сварного соединения путем уменьшения пульсаций глубины проплавления и снижения количества дефектов в корне шва; повышение надежности стабилизации и контроля глубины проплавления и простота его осуществления; применение способа для сварки не только тонколистовых конструкций, но также средних и больших толщин; использование любого типа электронно-лучевой пушки, не требующей наличия частотной модуляции тока пучка; снижения затрат и уменьшение брака сварки. Формула изобретения

Способ стабилизации и контроля глубины проплавления при электроннолучевой сварке, заключающийся в том, что регистрируют интенсивность тормозного рентгеновского излучения из зоны сварки, в зависимости от этой величины регулируют параметры электронного пучка, отличаю щийся тем, что, с целью повышения качества формирования сварного соединения путем снижения пульсаций глубины проплавления в корне шва, отклоняют электронный пучок в направлении, обратном направлению сварки в момент изменения интенсивности тормозного рентгеновского излучения на 5-10% от первоначального значения.

И

1

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для автоматизации электронно-лучевой сварки. Цель изобретения - повышение качества формирования сварного соединения путем снижения пульсаций глубины проставления в корне шва с несквозным проплавлением. Электронный пучок по сигналу датчика, который регистрирует интенсивность импульсного рентгеновского излучения, отклоняют из зоны образования пика. Направление отклонения выбирают обратным направлению сварки, причем только в момент изменения интенсивности рентгеновского излучения на 5-1 и% от первоначального значения. Затем электронный пучок возвращают по изменению сигнала датчика в устойчивое состояние без нарушения общего теплового баланса ванны. Способ позволяет стабилизировать качество сварки на любой электронно-лучевой установке, так как не требуется частотной модуляции тока пучка. 1 ил. СО

../

Г

Uc6. // -излучение

УХ

2