СВАРКА, ПАЙКА, СКЛЕЙКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ И ПЛАСТМАСС
ЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ СВАРКА (ELs-)
.Принцип сварки (рис. 1.26).
В процессе сварки используется тепло, выделяющееся ппм
|
деталей. Характеристики электронного
Рис. 1.26. Принцип сварки: 1 — источник высокого управляющего напряжения; 2 — вакуумная камера (реципиент); 3 — источник электронного излучения (пушка); 4 — электронный луч; 5 — свариваемое изделие; 6 — манипулятор; (обеспечивающий движение при сварке); 7 — высоковакуумный насос; 8 — форвакуум ный насос |
выя электронов с металлом свариваемых --------------- " v ударении ускорен*
вуча и возможность использования данного способа сварки определяются прежде всего величиной ускоряющего напряжения и степенью вакуума в рабочей камере. По технологическим условиям различают следующие основные варианты электроннолучевой сварки:
сварка с глубинным (кинжальным) нроплавлением без присадочных материалов (при толщине металла от Здо 100 мм);
сварка с присадочным материалом (при толщине металла >5 мм);
прецизионная сварка без формирования парогазового канала и без разбрызгивания (при толщине металла <3 мм).
Границы применимости
Размер ы: сварка металла толщиной от нескольких микрометров до 200 мм.
Группы материалов: углеродистые, низколегированные и высоколегированные стали и прежде всего тугоплавкие материалы.
Данный способ сварки применим также для комбинаций материалов, и для реализации керамических и металлокерамических соединений.
|
t£§ «5§ - Сз у Is |
! за j-ЦІ Р ЇI * р 11?
|
Рис. 1.27. Сочетания свариваемых материалов |
|
1 Сваривается хорошо □ Нет данных |
|
А1-сплавы В е-сплавы Си-сплавы 6е |Аи Сталь, железо Mq-сплавы Мо-сплавы Ni-сплавы Рй-сплавы Р Ь-сплавы Si-сплавы Ад - сплавы la.-сплавы 1г Ti~сплавы W - сплавы Zr - сплавы V и |
Z Z JL On to < Н £ tr $ N >. tD
Приведенные на рис. 1.27 комбинации материалов могут быть получены с помощью сварки часто только при использовании промежуточной фольги или присадочного материала,
Выбор присадочного материала в зависимости от основного материала*
|
Присадочный материал Платина Никель Ванадий Ванадий Кобальт, никель Цинк, серебро Олово 10MnSi8 |
Комбинация материалов
Никель—тантал
Молибден—сталь
Титан—хромоникелевая сталь
Цирконий—хромоникелевая сталь
Твердый сплав—сталь
Медь—алюминий
Латунь—свинец
Углеродистая сталь—низколегированная сталь
Область использования
Сварка с глубинным проплавлением: ракетостроение; авиационная промышленность; транспортное машиностроение — в основном производство редукторных шестерен, шарикоподшипников, маховиков; машиностроение (преимущественно инструментальное производство).
Сварка с присадочным материалом: изготовление детален с узкими допусками по раскрою, при большой толщине листа производство емкостей для химической промышленности; строительство металлоконструкций (рис. 1.28).
|
a ії 8 г д Рис. 1.28. Сварка в узкую разделку [1]: |
а — подготовка кромок; 6 — установка первой прокладки; в — сварка первой прокладки; г — установка второй прокладки; о — сварка второй прокладки; 1 — основной материал; 2 — первая прокладка; 3 — электронный луч; 4 — вторая прокладка
Прецизионная сварка: изделия электронной техники; приборы для научного исследования; точные приборы, тонкостенные разрезные трубки.
Параметры: ускоряющее напряжение UB = 1,5-*-10 кВ, мощность Pstr = = 0,5ч-100 кВт; удельная мощность Pf — Ю5-*-107 Вт/см2; диаметр луча df = = 0,01ч-1,0 мм; скорость сварки vs — 20ч-500 см/мин; разрежение 10~3 Па.
Рекомендации по выполнению соединений
Материалы толщиной до s = 80 мм следует сваривать за один проход без присадочного материала в виде стыкового соединения без скоса кромок.
Для материалов толщиной s ^ 80 мм следует применять сварку с узким зазором, используя присадочный материал (см. рис. 1.28).
При сварке с глубинным проплавлением электронный луч не должен доходить до свариваемого материала (во избежание образования пустот).
Следует выравнивать между собой теплоотводящие сечения по обеим сторонам шва.
При сварке с кольцевыми швами, выполняемой на деталях с прецизионной точности размерами необходимо обеспечивать минимальные зазоры по стыку свариваемых кромок.
Возможна огневая резка и подрезка для материалов с допуском размера зазора до 2 мм при использовании присадочного материала. Типы соединений показаны в табл. 1.45.
ТИПЫ КОЛЬЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
|
т»п соединения |
|
Пример |
|
Подготовка |
|
Случай использования |
Стыковое Sj = s2
Sj Ф s2
Многорядное стыковое соединение
|
Ш. |
Тавровое Опоры труб
Маховики и шестерни
|
Клапан с фольгой |
Угловое Притертый клапан
|
ШШ |
||
|
ч!/У/ЧкЧЧЧЧ |
Оборудование
При электроннолучевой сварке оборудование подразделяется по характеру использования на два типа: универсальные установки; специализированные машины и установки, рассчитанные на сварку изделий определенной формы и размеров. Сварочные установки состоят из следующих блоков:
высоковольтный трансформатор 15—200 кВ постоянного тока максимальной мощностью 0,5—100 кВт;
электроннооптическая система с системами отклонения, модуляции и фокусировки электронного луча;
вакуумная система для получения высокого вакуума (1,3-10“3— 10"2 Па), среднего вакуума (1,3 ПО"1 — 10 Па) или устройства для вывода электронного луча в среду с атмосферным давлением;
контрольно-измерительные приборы и приборы управления для стабилизации Пй регулирования электронного луча, перемещения свариваемой детали и получения нужного вакуума.
Выбор основного и присадочного материала
При электроннолучевой сварке обычно не используют присадочные материалы; их применяют только для регулирования качества металла шва, а также при больших зазорах по стыку свариваемых кромок (табл. 1.46).
|
ТАБЛИЦА l. t СВАРОЧНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ СВАРКИ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ В ГДР
|
Техника сварки
Для сварки в вакууме характерна следующая последовательность выполнения работ размещение свариваемой детали в вакуумной камере;
откачка воздуха из рабочей камеры до получения нужного уровня вакуума
набор рабочих параметров сварки (по табл. 1.46 и 1.47);
сварка;
разгерметизация вакуумной рабочей камеры; извлечение сваренной детали из рабочей камеры.
В табл. 1.47 представлены некоторые рабочие параметры сварки встык, соедн нения без разделки кромок и без присадочного материала.
|
ТАБЛИЦА 1.47 ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ СВАРКИ
|
|
Примечание. Стыковое соединение без разделки кромок, диаметр dp = 0,8 мм |
