Электронно-лучевая сварка деталей гироскопа
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?, при сохранении постоянной степени фокусировки луча а1ф достигается эквивалентность площадей зон проплавления независимо от рабочей дистанции электронной пушки. Такой факт имеет большое практическое значение, так как позволяет сохранять неизменной форму проплавления на различных рабочих дистанциях электронной пушки, находящихся в расчетных (паспортных) пределах для данной электронно-оптической системы (ЭОС).
.3 Влияние ускоряющего напряжения на геометрические характеристики проплавления
Экспериментальные данные (рис. 3.4.) показывают, что ускоряющее напряжение существенно влияет на глубину проплавления: с увеличением ускоряющего напряжения при прочих равных условиях глубина проплавления увеличивается.
Связано это с уменьшением рассеяния электронов пучка на атомах пара расплавленного металла при повышении ускоряющего напряжения. Таким образом, повышение ускоряющего напряжения обеспечивает большую кинетическую энергию электронов и увеличивает пробег электронов в парах металла.
На установке типа УЭЛС-902М при q = 1.25 кВт, q2 = 6*105 Вт/см2, U = 10...25 кВ, скорости сварки о = 0.25...2.50 см/с, давлении в рабочей камере ЮЛ.ЛО6 мм рт. ст. произвели проплавление образцов-имитаторов на глубину до 10 мм.
По приведенным зависимостям, исходя из требуемой глубины проплавления кромок деталей гироскопа, выбираются оптимальные режимы сварки: ускоряющее напряжение, ток луча, скорость сварки.
Задаемся глубиной проплавления (исходя из требований к сварным швам гироскопа) Н < 2 мм.
Анализируя зависимость глубины проплавления от тока луча при скорости сварки исв = 0.2 см/с, ускоряющих напряжениях 14;16;20 кВ для заданной глубины проплавления характерен ток луча Ь = 20 мА при ускоряющих напряжениях U = 14... 16 кВ, так как при увеличении ускоряющего напряжения до 20 кВ ток луча уменьшается и глубина проплавления резко увеличивается, что ведет к увеличению скоростей нагрева и охлаждения, что в свое время приводит к увеличенным остаточным напряжениям в сварном шве. При этом не успевают до конца протекать металлургические процессы в сварочной ванне. Это нежелательный эффект. При увеличении ускоряющего напряжения может наступить процесс кинжального проплавления.
Анализируя зависимость глубины проплавления от мощности электронного луча Н = f (q) при Осв = 0.2 см/с, ускоряющих напряжениях U = 14...20 кВ для заданной глубины проплавления характерны мощности электронного луча q = 304; 266 Вт, полученные по формуле:
q = ги * U * L,
где ги = 0.95 - эффективный КПД;
U -ускоряющее напряжение, кВ; L-ток луча, мА.
При U =16 кВ, 1л = 20 мА глубина проплавления Н = 2 мм, и при U = 14 кВ, L = 14 кВ глубина проплавления равна Н=1.8 мм соответственно. Условие глубины проплавления Н < 2 мм выполняется.
При анализе зависимости глубины проплавления от скорости сварки Н = f (исв) при L = 20 мА, U= 14; 16; 20 кВ для условия заданной глубины сварки можно подобрать режимы скорости сварки. Если задаться глубинами проплавления п.З, т.е. Н = 2 мм при U = 16 кВ, и Н = 1.8 мм при U = 14 кВ, то для этих режимов скорости сварки равны Осв = 0.2; 0.8 см/с соответственно.
При анализе зависимости глубины проплавления от скорости сварки H = f(uCB) при U =14; 16; 20 кВ и постоянных общей мощности q = 1.25 кВт и удельной мощности q2 = 6*105 Вт/см2 для примерно принятых глубин проплавления Hi < 2 мм получают такие же скорости сварки.
Анализируя зависимость глубины проплавления от ускоряющего напряжения Н = f (U) при постоянных общей мощности q = 1.25 кВт и удельной мощности q2 = 6*105 Вт/см2 для принятых глубин Н = 1.8 ; 2.0 мм, получают ускоряющие напряжения, равные U = = 14; 16 кВ соответственно.
Получив экспериментально скорости сварки Осв = = 0.2; 0.8 см/с, их переводят в скорость для однопозиционного вращателя (приспособление), что соответствует 6; 10 об/мин. Переводятся через длину сварного шва (длину окружности, равной одному обороту). Соответственно распределяются ускоряющие напряжения U = 16; 14 кВ при 1л = 20 мА.
Экспериментально полученные данные (режимы сварки) можно проверить расчетным способом. Задаются шириной проплавления В = 0.05 см (диаметр луча) и глубинами проплавления Н = 2.0; 1.8 мм.
Площади проплавления будут соответственно равны: FnP = H*B = 0.01; 0.009 см2.
Тогда по известной формуле Рыкалина [5]:
Т\и Тт q ~ Ucb Fnp Ьпл .
Для ЭЛС с глубоким проплавлением выбираем % = = 0.95, г|т = 0.55. Мощность составляет q = 1.25 кВт. Определим скорость шовной сварки:
исв = (у\и г|т q)/(Fnp Smi) = 0.1; 0.5 см/с,
где Sum = р (с Ттл + Ьпл) = 2.24*10 Дж/см"; для сплава 29НК:
Тпл = 1450 С = 1723 К, с - 0.460 Дж/(г*К), р = 8.3 г/см3, Ьпл =
= 2.7* 105 Дж/г.
Расчеты показывают то, что скорости сварки, подобранные экспериментально и полученные расчетным путем, имеют один и тот же порядок и отличаются менее 10% друг от друга.
.4 Режимы сварки для узлов гироскопа
1.Сварка ниппеля и заглушки
U = 16 кВ, 1л = 20 мА, исв = 6 об/мин.
.Сварка крышки и корпуса
U = 16 кВ, 1л = 20 мА, исв = 6 об/мин.
. Герметизация корпуса - сварка заглушки с колодкой и колодки с корпусом при U = 14 кВ, L = 20 мА, Осв = 10 об/мин.
Сварка узлов (п. 1;2 Режимы сварки для узлов гироскопа) производится на одном режиме, так как узлы свариваются раздельно с определенным тепловложением. Сварка узла при герметизации производится на режиме (п. 3. Режимы сварки для узлов гироскопа) с более низким суммарным тепловложением, так как производится сварка двух швов в этом узле, и тем самым уменьшается перегрев прибора.
Исследования термическ?/p>