RU2739931C1 - Способ электронно-лучевой сварки деталей из ферромагнитных материалов - Google Patents
Способ электронно-лучевой сварки деталей из ферромагнитных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739931C1 RU2739931C1 RU2019144205A RU2019144205A RU2739931C1 RU 2739931 C1 RU2739931 C1 RU 2739931C1 RU 2019144205 A RU2019144205 A RU 2019144205A RU 2019144205 A RU2019144205 A RU 2019144205A RU 2739931 C1 RU2739931 C1 RU 2739931C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- welding
- edges
- welded
- joint
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу электронно-лучевой сварки деталей из ферромагнитных материалов и может быть использовано при сварке стыковых (продольных, круговых, кольцевых) соединений деталей. Способ включает операции: разделку кромок деталей под сварку, сборку деталей встык без зазора и размагничивание ферромагнитного материала в зоне сварки деталей. Размагничивание ферромагнитного материала выполняют электронным лучом, который перемещают вдоль кромок со смещением от стыка на 15-20 мм, и разогревом кромок до температуры рекристаллизации материала. Затем выполняют сварку стыка. Технический результат состоит в снижении трудоемкости сварки деталей и повышении качества сварных швов. 3 ил.
Description
Изобретение относится к способам электронно-лучевой сварки деталей и может быть использовано при электронно-лучевой сварке стыковых (продольных, круговых, кольцевых) соединений ферромагнитных материалов.
Известен способ электронно-лучевой сварки конструкций, применяемый для сварки стыковых соединений толстолистовых конструкций с помощью присадочной проволоки [патент РФ на изобретение № RU 2527112, МПК B23K 15/00, опубликован 10.09.2015 г. и публикация: «Разработка технологии электронно-лучевой сварки сталей с остаточной намагниченностью» / Н.В. Александров, Е.Д. Бланк, Н.В. Вовченко, С.Н. Курта, С.И. Шекин, А.Л. Мартьянов, С.В. Рыжков // Технологии и оборудование «ЭЛС-2014» - Санкт-Петербург - С. 141-149].
Способ заключается в электронно-лучевой сварки конструкций из сталей (например, сталь 10ХН3МД), включающий сборку элементов конструкции встык с зазором между кромками и сварку в вакууме с разверткой электронного пучка, при этом формируют корень и часть сечения шва, а оставшуюся часть сечения шва с лицевой стороны формируют наплавкой присадочного материала.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ электронно-лучевой сварки ферромагнитных материалов с помощью присадочной проволоки [патент СССР на изобретение №SU 1779511, МПК B23K 15/00, опубликован 07.12.1992 г.].
Способ заключается в электронно-лучевой сварке ферромагнитных материалов с подачей присадочного материала, при котором сварку деталей выполняют по гарантированному зазору в стыке со сквозным проплавлением и заполнением зазора расплавленным металлом, величину зазора устанавливают пропорционально величине остаточной магнитной индукции, скорость присадочного материала устанавливают по соотношению: 
где Vсв - скорость сварки, hсл - высота усиления шва с лицевой стороны стыка, hk - высота усиления шва с корневой стороны стыка, dпп - диаметр присадочной проволоки, δ - толщина стыка.
Недостатками известных способов являются:
- применение присадочного материала и большой его расход во время сварки;
- высокая трудоемкость, обусловленная многопроходностью сварки;
- возможны дефекты корня шва - вытекание металла, обусловленное наличием технологического зазора;
- отклонение электронного луча во время сварки и образование несплавлений между проходами из-за намагниченности ферромагнитного материала.
- требуется проведение расчета величины зазора и скорости подачи проволоки для качественной и надежной сварки.
Общими признаками для прототипа и заявленного изобретения являются: электронно-лучевая сварка деталей из ферромагнитных материалов, разделка кромок деталей под сварку, сборка деталей встык.
Задачами, на решение которой направлено заявленное изобретение, являются снижение трудоемкости способа электронно-лучевой сварки деталей, в том числе большой толщины, из ферромагнитных материалов, повышение качества сварных швов и исключение таких дефектов как несплавление, вытекание металла из корня шва.
При решении поставленных задач достигаются следующие технические результаты:
- повышение качества сварных швов (отсутствие вытекания металла из корня шва, повышение химической однородности металла сварного шва, отсутствие несплавлений);
- экономия присадочного материала, исключение механизма подачи;
- размагничивание ферромагнитного материала в зоне сварки свариваемых деталей путем прохода электронным лучом вдоль кромок на расстоянии 15-20 мм от стыка деталей;
- исключение отклонения электронного луча от стыка деталей в процессе сварки;
-исключение специализированного оборудования для размагничивания изделий перед сваркой.
Технический результат достигается тем, что в способе электроннолучевой сварки деталей из ферромагнитных материалов, включающем разделку кромок деталей под сварку, сборку деталей встык и сварку, согласно изобретению сборку деталей встык осуществляют без зазора, после сборки деталей проводят размагничивание ферромагнитного материала в зоне сварки деталей путем выполнения прохода электронным лучом вдоль кромок со смещением от стыка на 15-20 мм и разогрева кромок до температуры рекристаллизации материала, после чего выполняют сварку стыка.
Проход вдоль кромок свариваемых деталей электронным лучом со смещением от стыка на 15-20 мм для размагничивания ферромагнитного материала в зоне сварки является необходимым и достаточным для сохранения видимости стыка, при превышении данного расстояния размагничивание кромок происходит не полностью, при этом во время сварки происходит отклонение электронного луча.
Заявляемое техническое решение соответствует критериям новизна и изобретательский уровень т.к. имеет отличительные от прототипа признаки, характеризуется новой совокупностью и последовательностью существенных признаков, что позволяет при использовании изобретения решить поставленные задачи и получить новые по сравнению с выявленными аналогами и прототипом вышеуказанные технические результаты.
Способ поясняется рисунками. На рис. 1 представлен свариваемый корпус, на рис. 2 - подготовленные к сборке-сварке свариваемые кромки деталей корпуса, на рис. 3 - сварное соединение после сварки деталей.
Сваривали корпус (рис. 1), состоящий из двух обечаек 1, 2 и внутреннего шпангоута 3, каждая деталь выполнена из ферромагнитного материала 09Г2С, фланца 4 из ферромагнитного материала 17Г1С, толщина обечаек, фланца и шпангоута - 40 мм. Сварные стыки 5 и 6.
Способ сварки осуществлялся следующим образом.
Произвели механическую обработку (разделку) свариваемых кромок обечаек 1, 2 и фланца 4 (рис. 2). Выполнили сборку деталей 1, 2, 3 и 4 корпуса встык без зазора (рис. 1). После чего на основных режимах сварки вдоль кромок свариваемых деталей 1, 2 и 3 выполнили проход электронным лучом со смещением от стыка деталей на 15 мм и разогрев кромок до температуры рекристаллизации ферромагнитного материала, в результате было достигнуто размагничивание материала в зоне свариваемых кромок. После выполнения данных работ выполнили сварку стыков 5 и 6, при этом отклонение электронного луча отсутствовало. После сварки выполнили замер остаточной намагниченности стыков 5 и 6 (после сварки данного корпуса намагниченность составила 0,5-1 А/см).
В результате сварки были получены сварные швы (рис. 3), имеющие качественное формирование лицевой стороны шва. Перед проведением ультразвукового контроля сварных швов с помощью слесарной обработки была выполнена зачистка сварного шва заподлицо к основному металлу. По результатам ультразвукового контроля зафиксировано отсутствие несплавлений и качество сварных швов соответствует I категории ОСТ 92-1114-80.
Заявленный способ электронно-лучевой сварки по сравнению с прототипом позволяет: снизить трудоемкость сварки за счет уменьшения количества проходов; повысить качество сварного шва за счет исключения присадочного материала и размагничивания ферромагнитного материала до процесса сварки стыка, что обеспечивает уменьшение химической неоднородности металла сварного шва; уменьшить затраты на проволоку, исключить потребность в подающем механизме.
Claims (1)
- Способ электронно-лучевой сварки деталей из ферромагнитных материалов, включающий разделку кромок деталей под сварку, сборку деталей встык и сварку, отличающийся тем, что сборку деталей встык осуществляют без зазора, после сборки деталей проводят размагничивание ферромагнитного материала в зоне сварки деталей путем выполнения прохода электронным лучом вдоль кромок со смещением от стыка на 15-20 мм и разогрева кромок до температуры рекристаллизации материала, после чего выполняют сварку стыка.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144205A RU2739931C1 (ru) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Способ электронно-лучевой сварки деталей из ферромагнитных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144205A RU2739931C1 (ru) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Способ электронно-лучевой сварки деталей из ферромагнитных материалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2739931C1 true RU2739931C1 (ru) | 2020-12-29 |
Family
ID=74106539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019144205A RU2739931C1 (ru) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Способ электронно-лучевой сварки деталей из ферромагнитных материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2739931C1 (ru) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1496958A1 (ru) * | 1987-04-13 | 1989-07-30 | Предприятие П/Я А-3985 | Способ электронно-лучевой сварки трудносвариваемых сплавов |
| SU1687401A1 (ru) * | 1988-11-09 | 1991-10-30 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Способ двухсторонней электронно-лучевой сварки |
| SU1779511A1 (ru) * | 1991-02-11 | 1992-12-07 | Nii T Mash | Способ электронно-лучевой сварки |
| DE69300765D1 (de) * | 1992-11-30 | 1995-12-14 | Framatome Sa | Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke durch Elektronenstrahlschweissen. |
| SU1792035A1 (ru) * | 1991-02-12 | 1996-03-10 | Научно-исследовательский институт авиационной технологии и организации производства | Способ электронно-лучевой сварки |
| JPH09206959A (ja) * | 1996-01-30 | 1997-08-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 異材の電子ビーム溶接方法 |
| RU2434726C2 (ru) * | 2009-07-30 | 2011-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) | Способ электронно-лучевой сварки керамических деталей |
| RU2547367C2 (ru) * | 2013-07-18 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Устройство для электронно-лучевой сварки |
| CN104400203B (zh) * | 2014-10-09 | 2016-08-24 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种适用于马氏体钢高密度流道封装成型的电子束焊接工艺 |
-
2019
- 2019-12-24 RU RU2019144205A patent/RU2739931C1/ru active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1496958A1 (ru) * | 1987-04-13 | 1989-07-30 | Предприятие П/Я А-3985 | Способ электронно-лучевой сварки трудносвариваемых сплавов |
| SU1687401A1 (ru) * | 1988-11-09 | 1991-10-30 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Способ двухсторонней электронно-лучевой сварки |
| SU1779511A1 (ru) * | 1991-02-11 | 1992-12-07 | Nii T Mash | Способ электронно-лучевой сварки |
| SU1792035A1 (ru) * | 1991-02-12 | 1996-03-10 | Научно-исследовательский институт авиационной технологии и организации производства | Способ электронно-лучевой сварки |
| DE69300765D1 (de) * | 1992-11-30 | 1995-12-14 | Framatome Sa | Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke durch Elektronenstrahlschweissen. |
| JPH09206959A (ja) * | 1996-01-30 | 1997-08-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 異材の電子ビーム溶接方法 |
| RU2434726C2 (ru) * | 2009-07-30 | 2011-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) | Способ электронно-лучевой сварки керамических деталей |
| RU2547367C2 (ru) * | 2013-07-18 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Устройство для электронно-лучевой сварки |
| CN104400203B (zh) * | 2014-10-09 | 2016-08-24 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种适用于马氏体钢高密度流道封装成型的电子束焊接工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9616513B2 (en) | Methods for joining two blanks and blanks and products obtained | |
| Zhang et al. | Preliminary investigation on real-time induction heating-assisted underwater wet welding | |
| Májlinger et al. | Gas metal arc welding of dissimilar AHSS sheets | |
| Chen et al. | Microstructure and mechanical properties of HSLA thick plates welded by novel double-sided gas metal arc welding | |
| Layus et al. | Multi-wire SAW of 640 MPa Arctic shipbuilding steel plates | |
| EP2954969B1 (en) | Multi-electrode electrogas arc welding method for thick steel plates and multi-electrode electrogas arc circumferential welding method for steel pipes | |
| Churiaque et al. | Improvements of hybrid laser arc welding for shipbuilding T-joints with 2F position of 8 mm thick steel | |
| CN110788464A (zh) | 一种大厚度结构钢筒体的电子束焊接方法 | |
| RU2739931C1 (ru) | Способ электронно-лучевой сварки деталей из ферромагнитных материалов | |
| JP6386330B2 (ja) | 金属キャスク溶接構造物の溶接不良部補修方法 | |
| JP2016011845A (ja) | 金属キャスク用伝熱銅フィンの溶接方法及びその溶接装置 | |
| JP6278852B2 (ja) | 金属キャスク用伝熱銅フィンの溶接方法及び伝熱銅フィン付き金属キャスク | |
| Ling et al. | Effect of welding sequence of a multi-pass temper bead in gas-shielded flux-cored arc welding process: hardness, microstructure, and impact toughness analysis | |
| CN105945443A (zh) | 大厚板返修焊横向裂纹控制方法 | |
| Fiveyskiy et al. | Research on technological capabilities of double-electrode welding of long fillet welds | |
| JPH08281429A (ja) | ステンレス鋼の隅肉溶接方法およびステンレス形鋼の製造方法 | |
| RU2534183C1 (ru) | Способ электронно-лучевой сварки разнородных металлических материалов | |
| JP3514798B2 (ja) | 亜鉛メッキされた棒状構成要素を製作するための方法 | |
| RU2787195C1 (ru) | Способ гибридной лазерно-дуговой сварки толстостенных труб | |
| Kuzmikova et al. | Investigation into feasibility of hybrid laser-GMAW process for welding high strength quenched and tempered steel | |
| CN113967773B (zh) | 一种水下湿式环境下异种钢超声频脉冲辅助电弧焊方法 | |
| CN114226931B (zh) | 一种高冲击值电渣焊“t”型接头的加工方法 | |
| RU2754216C1 (ru) | Способ управления термическим циклом многопроходной лазерной сварки неповоротных кольцевых соединений в узкощелевую разделку со сварочной проволокой | |
| SU1687401A1 (ru) | Способ двухсторонней электронно-лучевой сварки | |
| Khammongkhon et al. | Advance High-Strength Steel for External Diaphragm Box Column Production by Using Robotic GMAW |