Сварка металлов электронным лучом

СВАРКА МЕТАЛЛОВ ЭЛЕКТРОННЫМ ЛУЧОМ [c.503]

Рис. 209. Принципиальная схема установки для сварки металлов электронным лучом

Сварка металлов электронным лучом [c.307]

Рис. 6. Производительная установка ЭЛВ-10 для сварки серийных деталей активных, тугоплавких и других металлов электронным лучом в вакуумной камере

Проплавление при электронно-лучевой сварке обусловлено в основном давлением потока электронов, характером выделения теплоты в объеме твердого металла и реактивным давлением испаряющегося металла, вторичных и тепловых электронов и излучением. Возможна сварка непрерывным электронным лучом. Однако при сварке легкоиспаряющихся металлов (алюминия, магния и др.) эффективность электронного потока и количество выделяющейся в изделии теплоты уменьшаются вследствие потери энергии на ионизацию паров металлов, [c.149]

Более широкое применение находит сварка. За последние годы созданы новые способы сварки, в частности электрошлаковая, которая коренным образом изменила технологию изготовления ряда изделий и дала возможность сваривать металлы любой толщины. Внедрена сварка в среде защитных газов, разработаны способы сварки трением, электронным лучом в вакууме, ультразвуком. При значительном упрощении технологии изготовления элементов сварной конструкции по сравнению с технологией литья или ковки заготовки в целом сварная заготовка обычно получается более легкой по весу. Ее отдельные элементы, находящиеся в наиболее тяжелых условиях, могут быть выполнены из легированной стали. В качестве отдельных элементов сварных заготовок могут применяться сортовой и фасонный прокат, штампованные и кованые заготовки и отливки. [c.214]

ИЗ основного металла, Од — предел выносливости сварного соединения встык при цикле Я. В ряде случаев усталостное разрушение происходит по основному металлу далеко от шва, что свидетельствует о более высоком пределе выносливости сварного соединения по сравнению с исходным металлом. Величины предела выносливости ири автоматической сварке более постоянны, чем при ручной. Это объясняется однородностью качества сварных швов. Высокий предел выносливости имеют также соединения, сваренные контактным стыковым методом с оплавлением, прп сварке трением, электронным лучом и т. д., при которых Од приближается к Од. [c.44]

Электроннолучевая сварка. При этом способе сварки для нагрева и расплавления основного металла используется энергия, получаемая в результате интенсивной бомбардировки его быстродвижущимися в вакууме электронами. При попадании на поверхность свариваемых деталей электроны тормозятся и происходит превращение кинетической энергии в тепловую (рис. 1-12). Свариваемая деталь 1, помещенная в специальную герметическую камеру 2, в которой откачивающие воздух насосы обеспечивают требуемый вакуум, при помощи механизма 3 передвигается со скоростью сварки. Сварка производится электронным лучом 4, представляющим собой сфокусированный поток электронов. [c.23]

Сварка тугоплавких металлов. Электронным лучом свариваются тугоплавкие металлы толщиной от нескольких десятых миллиметра до 10 мм и более. Сварку следует вьшолнять на режимах с минимальной погонной энергией, что обеспечивает мелкозернистую структуру металла шва и минимальные размеры зоны термического влияния. Приспособления для сварки не должны препятствовать усадке сварного соединения при кристаллизации и охлаждении металла. [c.126]

Посты для ручной и механизированной сварки металлов и установки для автоматизированной сварки плавлением содержат оборудова]гие, обеспечивающее питание источника сварочной теплоты — электрической дуги, шлаково ванны, электронного или светового луча и т. п. сварочный манипулятор, предназначенный для закрепления и перемещения детали нри сварке, и оборудование, обеспечивающее необходимую защиту свариваемого металла от окисления и загрязнения с помощью флюса, потока или атмосферы защитного газа или вакуума. [c.123]

При перемещении заготовки под неподвижным лучом образуется сварной шов. Иногда при сварке перемещают сам луч вдоль неподвижных кромок с помощью отклоняющих систем. Отклоняющие системы используют также и для колебаний электронного луча поперек и вдоль шва, что позволяет сваривать с присадочным металлом и регулировать тепловое воздействие на металл. [c.203]

Преобразование визуальной информации в телеметрическую позволяет контролировать состояние ванны расплавленного металла в процессе сварки, наблюдать за электронным лучом в вакуумной камере и т. д. [c.114]

Наиболее широко применяется сварка металлов плавлением, использующая энергию дугового разряда в различных условиях, а также энергию электронного луча (ЭЛС) и лазера (ЛС). При сварке плавлением металл нагревается до высоких температур (>10 К), его химическая активность резко возрастает, и он вступает во взаимодействие с окружающей средой. В результате окисления свойства металла шва ухудшаются, а сварные конструкции снижают свою работоспособность. Борьба с окислением металла и загрязнением его другими химическими соединениями — задача металлургии сварки. [c.250]

Титан, а также цирконий и ниобий, содержащие водород, утрачивают свои пластические свойства, а сварка их становится невозможной. Поэтому массовая доля водорода в титане, предназначенном для ответственных конструкций, ограничивается 0,002...0,004%, и, кроме того, не допускается присутствие водорода в зоне сварки (сварка электронным лучом или в камерах с контролируемой атмосферой). При аргоно-дуговой сварке тщательно организуется защита металла сварочной ванны, остывающего до 773 К металла шва, и защищаются нижние кромки сварного соединения. [c.347]

Получение высококачественных сварных соединений из химически активных металлов оказалось возможным только после разработки оборудования и технологического процесса сварки электронным лучом в вакуумной камере. При степени разрежения, равной Я—1,3-10 Па, в сварочной камере обеспечивается содержание кислорода и азота значительно ниже концентрации этих вредных примесей в аргоне высшей чистоты. [c.401]

Виды сварки. Сварные соединения образуются за счет местного нагрева до расплавленного или пластического состояния частей деталей (металлических или неметаллических). Разогрев металла производят в струе газового пламени, электрической дугой между электродом и деталью, токами короткого замыкания, трением, электронным лучом, ультразвуком и т. д. В соответствии со способом разогрева различают виды сварки газовая, электродуговая, контактная, трением и т. п. [c.469]

Электронно-лучевая сварка имеет преимущества перед другими видами сварки благодаря высокой проплавляющей способности электронного луча и возможности регулирования его размера. Она дает швы малых габаритов и малое коробление, позволяет сваривать металлы очень малых и очень больших толщин, допускает сварку через щели. Сварка этого вида наиболее эффективна при соединении деталей из тугоплавких металлов. [c.469]

Обработка электронным лучом основана на использовании тепловой энергии, которая выделяется ири ударе быстродвижущихся электронов о поверхность обрабатываемой детали. Установки для электроннолучевой обработки работают при напряжениях 60— 150 кВ. Рабочая ширина луча изменяется от 3 до 30 мкм. Выходная мощность установок может достигать нескольких киловатт, а удельная мощность энергии в пятне около 10 Вт/см . Электронным лучом получают пазы и щели размером от нескольких до десятков микрон в пленках, фольге, прошивают отверстия в кварцевых пластинах, производят резку ферритов, на которых выполняется память ЭВМ, изготовляют фильеры для получения искусственного волокна, сверлят отверстия в рубиновых камнях часов, режут полупроводники, выполняют другие аналогичные работы. Электронный луч можно использовать также для сварки, плавки, очистки металла. [c.144]

Внедренные в 1950—1965 гг. в производство новые типы контактных машин, особенно многоточечных, разработанных ВНИИЭСО, заводом Электрик и другими заводами, обеспечивают высокую производительность, стабильность качества соединений, возможность сварки элементов из сталей и цветных металлов больших и малых толщин. В настоящее время в СССР рядом научных организаций и заводов созданы различные машины для контактной сварки, автоматы и полуавтоматы для дуговой сварки, источники питания с полупроводниками, а также машины, автоматы и поточные линии с использованием новых процессов сварки (электронным лучом в вакууме, сварка трением, диффузионная сварка и др.). [c.137]

В настоящее время сварные соединения можно образовывать двумя принципиально разными способами действием тепла при температурах плавления металлов или использованием явления схватывания металлов (ультразвук, холодная сварка и др.). Большие перспективы открывают возникшие в последнее время новые виды сварки — концентрированным потоком электронов в вакууме (электронно-лучевая сварка) и когерентным лучом (лазеры). При этих видах сварки можно проплавлять металл узким кинжальным швом, вследствие чего не требуется разделки кромок под сварку, снижаются термические деформации и повышается стойкость швов к образованию горячих трещин. Использование новых высококонцентрированных источников нагрева с предельно малым термическим воздействием, т. е. оказывающим наименьшее отрицательное влияние на изменение свойств основного металла (что является одной из важных задач технологии сварки новых материалов, в особенности высокопрочных и стойких против коррозии), приведет к значительному уменьшению объемов доводимого до расплавления [c.143]

Рис. 5. Установка ЭЛВ-1 для автоматической сварки электронным лучом в вакуумной камере деталей из активных, тугоплавких и других металлов

Сварка электронным лучом в вакууме является одним из наиболее распространенных способов в СССР и за рубежом. Она обеспечивает не только хорошую защиту и получение чистого металла, но дает возможность осуществить концентрированный разогрев и сквозное проплавление. При этом термическое влияние на окружающую зону уменьщается. При сварке электронным лучом остаточные деформации значительно меньше, нежели при дуговом процессе. Этим способом сваривают активные, тугоплавкие металлы при большой производительности процесса, а также различные высокопрочные стали. Электронный луч сваривает керамику и разные сочетания сплавов. Однако требуется дальнейшая исследовательская и практическая работа. [c.123]

До настоящего времени производились исследования остаточных напряжений в конструкциях, сваренных главным образом дуговой сваркой. Первоначальные эксперименты, проведенные по изучению образования остаточных напряжений, показали, что при сварке электронным лучом в результате резкого уменьшения зоны разогрева остаточные напряжения локализуются в сравнительно меньшем объеме металла. Средние значения остаточных напряжений в зоне соединения намного ниже, нежели при дуговой сварке. Значительно ниже оказываются также величины остаточных деформаций. [c.134]

Для того чтобы получить металл шва требуемого состава, применяют защиту и добавочное легирование металла шва, используя присадочный металл с повышенным содержанием легирующих элементов, электродные покрытия при ручной дуговой сварке и флюсы при автоматической, полуавтоматической и электрошлаковой сварках. Для этих же целей служит и газовая защита при сварке в инертных газах (аргоне, гелии) и углекислоте. В последнее время все более широко используют в качестве защитной среды вакуум — при сварке электронным лучом, дугой и диффузионной сварке. [c.293]

В производстве источников света сварка электронным лучом является перспективным способом, так как получаются исключительно чистые швы, возможно сваривать различные металлы, включая тугоплавкие и активные. Относительно малая производительность может быть повышена с помощью автоматических устройств. [c.231]

Новые возможности создания металлических сотовых конструкций открывает метод сварки острофокусированным электронным лучом. Поток электронов высокой энергии проникает через довольно большую толщину металла. Сварочная температура возникает только в фокусе остальные зоны не вызывают существенного нагрева материала. Это позволяет сваривать стыки на любой глубине конструкции при одном и том же положении сварочного аппарата. Сварочную зону вглубь перемещают перефокусировкой луча с помощью собирательных электромагнитных катушек, а в поперечном и продольном направлениях - с помощью отклоняющих катушек. Таким образом можно последовательно проверить все внутренние стыки конструкции. [c.267]

В табл. 23.1 приведены данные по тепловой концентрации для ряда источников теплоты. На основании их можно сделать вывод о том, что в настоящее время можно достичь минимального тепловложения в металл при термической сварке, гфименяя световой (лазерная сварка) и электронный луч. [c.457]

В связи с высокой концентрацией теплоты, сфокусированной в электронном луче диаметром 1—1,5 мм, зона проплавления имеет очень малую ншрину и значительную глубину, что позволяет выполнять сварку (без разделки кромок) стыковых и нахлес-точных сварных соединений на металле больших толщин. [c.16]

Технологическое оборудование для сварки когерентным световым лучом квантового генератора (лазера) или лазерной срарки используют в радио- и электронной промышленности. Благодаря острой фокусировке возможно сосредоточение очень большой тепловой энергии на площадках, измеряемых сотыми и тысячными долями миллиметра. Принципиально возможно создание лазера, пригодного для сварки очень толстого металла, но процесс плавления металла становится в этом случае практически неуправляемым. Поэтому в настоящее время лазерную сварку применяют для соединения металла сверхмалых толщин (металлическая фольга), проволок малого диаметра и т. п., т. е. изделий, которые не требуют разделки кромок. Основные типы сварных соединений — нахлесточные и стыковые. [c.16]

В промыншенпости все более широкое применение находят тугоплавкие и химически активные металлы и сплавы. Поэтому для их сварки необходил[о применять источники с высокой концент рацией теплоты, а для защиты расплавленного и нагретого ме талла использовать среды, содержащие минимальное количество водорода, кислорода и азота. Этим условиям отвечает сваркя электронным лучом. [c.67]

Из других способов для сварки меди иногда используют дуговую плазму (толщппа металла до 50 мм) и электронный луч. [c.349]

В современных установках для сварки, сверления, резки пли фрезерования электронный луч фокусируется на площади диаметром менее 0,001 см, что позволяет получить большую удельную мощность. При использовании обычных сварочных источников теплоты (дуги, газового пламени) металл нагревают и плавят за счет распространения теплоты от поверхности в глубину, при этом форма зоны расплавления в сечении приблил<ается к полукругу Fn- При сварке электронным лучом теплота выделяется непосредственно в самом металле причем наиболее интенсивно на некоторой глубине под его поверхностью. Отношение глубины проплавления к ширине может достигать 20 1 такое проплавление называется кинжальным (рис. 5.16). [c.203]

При диффузионной сварке соединение образуется в ре зультате взаимной диффузии атомов в поверхностных слоях контак тирующих материалов, находящихся в твердом состоянии. Температура нагрева при сварке несколько выше или ниже температурь рекристаллизации более легкоплавкового материала. Диффузионную сварку в большинстве случаев выполняют в вакууме, однако она возможна в атмосфере инертных защитных газов. Свариваемые за готовки 3 (рис. 5.45) устанавливают внутри охлаждаемой металлической камеры 2, в которой создается вакуум 133(l(H-f-10" ) Па, и нагревают с помощью вольфрамового или молибденового нагревателя или индуктора ТВЧ 4 (5 — к вакуум1юму насосу 6 — к высокочастотному генератору).Может быть исиользоваитакже и электронный луч, позволяющий нагревать заготовки с eui,e более высокими скоростями, чем при использовании ТЕ Ч. Электронный луч применяют для нагрева тугоплавких металлов и сплавов. После тогй как достигнута требуемая температура, к заготовкам прикладывают с помощью механического /, гидравлического или пневматического устройства небольшое сжимающее давление (1—20 МПа) в течение 5—20 мин. Такая длительная выдержка увеличивает площадь контакта между предварительно очищенными свариваемыми поверхностями заготовок. Время нагрева определяется родом свариваемого металла, размерами и конфигурациями заготовок. [c.226]

Перспективной является однопроходная сварка толстостенных сосудов. электронным лучом к вакууме. Экснернментально показано, что при нспользованнн сварки горизонтальным лучом можно выполнить продольные и кольцевые ншы металла толщиной 250 мм и (Золее при скорости сварки 2,5,..5 м/ч. Однако для производственного применения этого перспективного метода еще требуется отработка ряда технологических вопросов, а также создание вакуумных камер больших размеров. [c.287]

Электронно-лучевая сварка — одно из самых распространенных технологических применений электронного луча. Поскольку сварка — процесс, связанный с локальным плавлением и последующей кристаллизацией расплавленного металла, ширина зоны расплавленного металла имеет при сварке важное значение. Кристаллизация металла в сварочной ванне в значительной мере определяет свойства металла шва и изменение ширины зоны проплавления при сварке сТановитс.я важным фактором воздействия на свойства сварного соединения. Кроме того, от объема расплавленного металла зависят деформ ции и напряжения, возникающие после сварки в сварных конструкциях, что также требует регулирования объема сварочной ванны. [c.113]

В настоящее время в сварочном производстве используются более 130 рапичных способов сварки При этом в ряде отраслей вполне отчетливо намслились тенденции по применению современной сварочной течно. юг ИИ для изготовления ответственных сварных конструкций. Среди способов сварки плавлением все более щирокое применение находят концентрированные источники нагрева, позволяющие осуществлять интенсивное проплавление металла при повышенных скоростях сварки сжатая (плазменная) дуга, электронный луч, луч лазера, Нап )имер, при электронно-л чевой сварке минимальная плотность энергии достигает [c.22]

Попытка повысить производительность автоматов с открытой дугой путем увеличения тока в дуге приводили к большому угару электродов, разбрызгиванию металла и плохому качеству сварочного шва. Удачное решение задачи было найдено работниками Института электросварки АН УССР имени Е. О. Патона и ЦНИИТМАШ в виде автоматических самоходных сварочных головок с дугой, работающей под флюсом. Широкое применение получили новые способы сварки электрошлаковая, плавящимся электродом в среде углекислого газа, в вакууме электронным лучом, трением, холодная сварка давлением, ультразвуковая, сварка перемещающейся дугой, управляемой магнитным полем, диффузионная сварка в вакууме при нагреве деталей токами высокой частоты. [c.104]

В целях дальнейшего повышения качества и зффектавности ЭЛС применяются новые способы улучшения качества металла шва посредством регулирования условий массопереноса в сварочной ванне под действием электронного луча оптимизированные режимы сварки большого числа материалов с различными свойствами технология и производство крупногабаритных сварных конструкций с ресурсом соединений на уровне основного материала малогабаритные электронные пушки для сварки [c.76]

Широкое применение для соединения тугоплавких металлов с графитом нашли высокотемпературная пайка в печах с контролируемой атмосферой и пайко-сварка с использованием электронного луча и газоэлектрической дуги. Предотовращение науглероживания и охрупчивания металла достигается предварительным нанесением на соединяемые поверхности покрытия из пластичных металлов, не образующих в контакте с графитом сплошных хрупких карбидных диффузионных слоев, а также применением припоев с основой из пластичных металлов, инертных по отношению к графиту, и введением в них карбидообразующих добавок для обеспечения смачивяечости. [c.278]

Электронно-лучевая сварка. Сварку этим методом обыч1 ведут в вакуумированной камере, где вместе с заготовке расположены устройства, генерирующие и фокусирующие эле тронный пучоК- Сварка в камере связана с рядом ограни ний, но обеспечивает совершенно инертную среду, так ч металл можно сваривать, не загрязняя. Электронно-лучев сварку применяют и в умеренном вакууме, и даже при атк сферном давлении, но пучок формируют всегда в высоком i кууме, только заготовка может находиться под повышенн давлением. [c.264]

При сварке электронным лучом теплота выделяется непосредственно в самом металле, который, частично испаряясь, оттесняет расплав в сторону, противоположную направлению сварки. Форма шва приобретает очертания F,, называемые "кинжальным" проплавлением. Отношение глубины проплавления к ширинё может достигать 20 I (рис. 5.16). [c.243]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...