Электронно-лучевая сварка деталей гироскопа
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ельно справедливо для процесса дуговой сварки. Для ЭЛС экспериментально установлено, что обобщенный параметр - погонная энергия Q не является определяющим при количественной оценке процесса. При постоянной погонной энергии можно получить разную глубину проплавления. Этот факт следует считать естественным, так как образование кинжального проплавления при электронно-лучевой сварке определяется не только количеством введенной энергии, но и ее плотностью.
Для расчетов в уравнении (3.1.) должна быть учтена удельная мощность электронного луча q2. С этой целью проведены эксперименты по ЭЛС с постоянной погонной энергией, но разной степенью фокусировки (разной удельной мощностью) [6]. Сварку выполняют на образцах-имитаторах, на определенных режимах. Таким образом, концентрация мощности при постоянной погонной энергии в процессе наложения сварного шва постепенно увеличивалась, а после достижения максимума уменьшалась. Рабочее расстояние (пушка-изделие) сохранялось постоянным (h = cons't).
Анализ макрошлифов и очертаний зон провплавления показывает, что при постоянном значении погонной энергии можно в широком диапазоне изменять геометрию проплавления с помощью одного параметра режима сварки - степени фокусировки электронного луча. При этом очертание зоны проплавления изменяется от полукруглого до кинжального, а при больших отрицательных значениях степени фокусировки может переходить в клыкообразное (рис. 3.1). Максимуму глубины проплавления соответствует минимальная ширина шва. Зависимость глубины проплавления Н от степени фокусировки электронного луча д1ф приведена на рис. 2.2. Под степенью фокусировки д1ф понимают алгебраическую разность токов магнитной линзы при сварке и фокусировке на малом токе луча (2...4 мА):
а1ф = (1ф - 1о)
За нулевую точку отсчета принят ток фокусировки 1ф = 88 мА.
Характер кривых Н = f (а1ф) (рис 3.2.) свидетельствует, что степень фокусировки, соответствующая максимальному проплавлению на данном режиме, зависит от тока луча: с уменьшением тока луча до величины, обеспечивающей максимальное проплавление, д1ф стремится к нулю.
Ток фокусировки ,мА727680848892961001 серия опытов2 серия опытовРис. 3.1 Геометрия зон проплавления при разной степени фокусировки
Сравнение площадей зон проплавления, полученных на двух сериях опытов (в разных сериях толщина образцов разная), показывает, что несмотря на столь значительные изменения в геометрии проплавления, площади этих зон для каждого режима при Q = cons't равны между собой с точностью в среднем 10%.
Изменение удельной мощности электронного луча (степени фокусировки) приводит к изменению геометрической формы зоны проплавления. Но в данной работе степень фокусировки не изменяется, так как не изменяется удельная мощность из-за постоянства рабочего расстояния и погонной энергии, поэтому получают определенную зону проплавления.
Н ,мм
Рис.3.2 Зависимость глубины проплавления от степени фокусировки от степеней опытов (Iф, мА)
3.2 Влияние изменения рабочего расстояния пушка-деталь на геометрию зоны проплавления
Заглубление в материал фокуса электронного луча может существенно увеличить глубину отверстия. Аналогичный эффект наблюдается и при электроннолучевой сварке с кинжальным проплавлением [7,8].
С целью определения влияния заглубления фокального пятна на геометрию зоны проплавления при экспериментах [9] сварку осуществляют с переменной рабочей дистанцией пушка-деталь h на разных режимах.
Хотя положение фокуса в пространстве при сварке по наклонной плоскости остается постоянным (1ф = cons't), степень фокусировки луча изменяется, поскольку для каждой новой рабочей дистанции ток острой фокусировки, т.е. такой, при которой обеспечивается максимальная глубина проплавления, также приобретает новое значение.
Для количественной оценки влияния степени заглубления и подъема фокуса относительно свариваемой поверхности на геометрию зоны проплавления на сварных швах выполняют ЭЛС при непрерывно меняющейся рабочей дистанции и постоянном значении тока магнитной линзы. При этом степень фокусировки меняется. После этого изготавливают макрошлифы сварных швов.
Полученные таким образом очертания зон проплавления накладывают на соответствующие очертания при h = cons't (рис. 2.1) с целью сравнения их геометрии и площадей. Несовпадающие участки зон проплавления сглаживают и определяют разности площадей. Результаты сравнения площадей зон проплавлений для двух серий опытов, представленные на рис. 2.3., показывают достаточно хорошее совпадение двух типов проплавлений: при h = cons't (сплошной контур) и при переменной дистанции (штриховой контур).
1серия опытов96\+4,288/084\-2,080\-4,2 2серия опытов96\+4,288\0 84\-2,0 80\-4,2Рис. 3.3 Сравнение геометрии зон проплавлений, полученных при изменении тока фокусировки и неизменной рабочей дистанции (сплошной контур) и переменной дистанции (штриховой контур)
Числа указывают в числители - значение тока фокусировки для сплошного контура, в знаменателе величина подъема (+) или заглубления (-) фокуса луча относительно поверхности детали, мм.
Относительная разность площадей проплавления в процентах к площади сплошного контура для четырех значений степени фокусировки находится в пределах 12%. Наибольшее отклонение имеет место при малых значениях погонной энергии. Причинами этих отклонений являются, по-видимому, нестабильности ускоряющего напряжения и тока луча.
Таким образо?/p>