Электронно-лучевая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
УТЭДВДАЮ Технический директор департамента химического и машиностроения
промышленноети рации ЩВ.Н.Вондарев .1 92г.
0I.0I.93r.
ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ Электронно-лучевая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.
►В.А.Заваров
Ю*Б*Якимович
АДЛЗединкий
В.И.Логвинов
И.И.Ган
А. С.Хохловский
A. В.Грабар
Н.И.Хисматулин М.М.Ястребов М.Ш.Зарипов
B. Э.Шаренко
ОСТ 26- 260.453-92
Заместитель директора НШжшмаша Начальник НИООС
Начальник отдела
Руководитель теш, ведущий научн.сотрудник
Ответственный исполнитель научный сотрудник
Ст^ыаучный сотрудник МЭИ
Научный сотрудник
Главный механик ПО»Нижнекамскнефтехим”
Главный сварщик
Главный инженер FMB
Главный конструктор РМ8
удк СП. то
ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ СВАРКА
СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ.
Основные типы,конструктивные элементы и размеры
ОКСТУ 3604
fioll_
Утвержден и введен в действие листом утверждения от 26.11.92
Срок действия с 01.01.93 .
до 01.01.98 .
Настоящий стандарт распространяется на сварные соединения в конструкциях сосудов, аппаратов и другого химического оборудования из углеродистых (СтЗ, 10, 20 и т.п. ),низколегированных повышенной прочности (16ГС, 09Г2С, 17Г2С1 и т.п.) и высоколегированных коррозионностойких сталей (I0XI8HI0T, I0XI7HI3M2T и т.п.), выполненных электронно-лучевой сваркой (ЭЛС) в любых пространственных положениях на непрерывном или импульсном режимах.
1. Основные типы сварных соединений должны соответствовать указанным в табл.1, а их конструктивные’ элементы, размеры и предельные отклонения-укаэаянымв табл^-19.,Допускаются сварные соединения, не предусмотренные настоящим стандартом; при этом их конструктивные элементы и размеры должны быть приведены в чертежах изделия.
2. Определение допускаемой ширины шва «в «и *6/, указанной
в месте измерения.
3. Колебание высоты усиления в пределах одного шва при ее фактическом максимальном значении до 2,0 мм не регламентируется, а при значениях свыше 2,0 до 3,0 мм и свыше 3,0 мм — не должно превышать соответственно 50 и 30% фактического максимального значения высоты усиления данного шва.
Издание официальное | Перепечатка воспрещена |
Размеры, мм Таблица 4 | |
ОСТ 26- 260.453-92 С. 10 | |
Примечание. Тип СЗ — допускается крепление подкладки без прихватки. | |
Размеры, мм Таблица 5 | |
ОСТ 26- 260.453-92 | |
Тип с соединения
Форма подготовленных кромок и выполненного шва
Толщина свариваемых деталей, А?
)т 5,0 до 10,0 :в.Ю ,0 до 15,С ;в.15,0 ДО 20,С :в>20,0 до ЗО^С св, 30,0 до40,0 sb.4Q,G до 60,С
-Ю,2
1,0
1.0
-Ю,3
Примечания:!; Соединение С5 применяется для неответственных конструкций.
2 о Размер а -^-обеспечивается аттестованной технологией ЭЛС; контролю не подлежит.
ОСТ 26-260.453-92 С. 12
Тип
соеди
нения
Форма подготовленных кромок и выполненного шва
Таблица 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Толщина свариваемых деталей, £ !В.Ю ,0 ДО 15,С «*15,0 до 20,С зв*30,0 до 40,С зв.40,0 до 60,С |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примечания: I. Соединение С6 применяется для неответственных конструкций. 2. Размер CL j обеспечивается аттестованной технологией ЭЛС; контролю не подлежит. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ОСТ 26- 260.453-92 С. 13
Размеры, мм Таблица 8 | |
ОСТ 26- 260.453-92 | |
Тип
соеди
нения
Форма подготовленных кромок и выполненного шва
| |||||||||||||||||||||
св.60,0 |
Таблица 9 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Толщина свариваемых деталей, |
| ОСТ 26- 260.453-92 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Размеры, мм Таблица 10 |
Примечания: I* Соединение С9 применяется для неответственных элементов конструкций. 2. Допускаемая чертежом величина непропл явления » h’ » обеспечивается аттестованной технологией ЭЛС; контролю не подлежит. |
ОСТ 26- 260.453-92 С. 16
Размеры, мм Таблица II | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ных кромок и выполненного шва |
| ОСТ 26- 260.453-92 С. 17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примечания: I. Соединение СЮ применяется для неответственных конструкций. . ,
Тип
соеди
нения
п | |||
я | 7р | ||
/у | д | \\\\ | |
е. |
2. Для круглых элементов гь —
3. Глубина проплавления А и A j обеспечивается аттестованной технологией ЭДС; контролю на нзделтг не подлежит.
Размеры, мм Таблица 12 | |
ОСТ 26“ 260.453-92 С.18 | |
Примечания: I. Размеры » ^ » и » <2 » не нормируются и не контролируются 2. Размер » А’ » должен быть гарантирован аттестованной технологией (без контроля на изделии). | |
Размеры, мм Таблица 13 |
Примечание: Размер » /и» должен быть гарантирован аттестованной технологией (без контроля на изделии). |
ОСТ 26 -260.453-92 С.2
Коде баше ширины усиления’б’и пределах одного шва
не должно превышать 25$ ее фактического максимального значения, без учета мест исправления дефектов, в которых ширина шва может быть увеличена дополнительно на 20$ по сравнению с максимальной шириной усиления шва, не подвергавшегося исправлению.
4. Допускается изменение размеров выполненных швов по согласованию с НИИхиммашем.
5. Стыковые сварные*-соединения типов С2 … СЮ могут быть выполнены с направляющей фаской 1×45° по чертежу I а, б или в. При необходимости отражения требования выполнения фаски в чертежах в условные обозначения типов швов следует добавлять индекс «ф», как указано в п.ГО.
6. В технологическом процессе может быть предусмотрено выполнение любого из сварных соединений, указанных в табл Л и 2, с переплавляющими поверхностными (косметическими) проходами с одной или двух сторон, как показано на черт.2. Косметические проходы могут выполняться электронно-лучевой сваркой или другими способами согласно технологическому процессу.
Черт.2. При необходимости отражения требований выполнения переплавляющего (косметического) прохода в чертежах в условные обозначения типов швов следует добавлять индекс «Е», как указано в п. 10. |
Размеры, мм Таблица 14 | |
ОСТ 26-260.453-92 С.20 | |
ОСТ 26-260.453-92 С.З
7. Для доведения швов до размеров, требуемых табл.2, и исправления дефектов допускается применять механическую обработку,
сварку другими способами и косметические проходы согласно п.6.
8. В конструкции может быть поедусмотрено удаление усиления сварного шва с какой-либо одной стороны или с двух сторон, что должн( быть указано в чертежах изделия с приведением допуска на остаточную величину усиления.
В случав удаления усиления шва механический обработкой размеры £ » и » » не контролируются с той стороны шва, с которой уда
ляется усиление, но проверяется соблюдение допуска на полноту удаления усиления, указанного в чертежах, и отсутствие углублений ниже исходного уровня поверхности основного металла.
9. Д)пуски на смещение кромок в стыковых сварных соединениях, а также требования к скосу кромок более толстого элемента в соединениях элементов разной толщины должны соответствовать ОСТ 26-291-87.
| ||||||||||||||||||
п | ||||||||||||||||||
10. Условные обозначения сварных соединений (примеры):
одностороннее, без требования в чертежах направляющей фаски;
— одностороннее с требованием направляющей фаски с лицевой (или наружной) стороны;
— двустороннее с требованием направляющей фаски с двух сторон;
— двустороннее с требованием направляющей фаски с обратной (или внутренней) стороны;
— двустороннее с требованием направляющей фаски и переплавляющим косметическим проходом с двух сторон;
двустороннее с требованием направляющей фаски на лицевой стороне и переплавляющим косметическим проходом с обратной (или внутренней)стороны .
Ф фп
Примечание: индексы- ; — ; … и т.п. на чертежах могут
Ф
ОСТ 26-260.453-92
быть не указаны; в этом случае необходимость применения направляющих фасок и переплавляющих (косметических) проходов решается технологией.
С.6:Ус-: ловкое :обоз-:наче-:ние :сварного :сое-:дине-:ния
Продолжение табл. I
Тип :Форма под- : Характер :Форма поперечного сечения:,Толщина
со- :готовлен- выполнен- :—: сварива-
еди-:ных кромок :ного шва ‘подготовлен-:выполнен- :емых де-не- ; : :ных кромок :ного шва ;талей,
Двусто ронний |
Без скоса кромок
Односторонний с неполным » проплавле-няем
Двусторонний С ! неполным | проплавле-j нием
С отбортов- | Односто- | |
ф | кой одной | ронний |
о | кромки | |
& Г\ | ||
* | Без скоса | Односто- |
В | кромок | ронний с |
t>> | неполным | |
проплавлением …….. |
Продолжение табл.1
Тип :Форма под- :Характер :Форма поперечного сечения:Толщина
свариваемых де-:талей,
: мм
с о- : готовлен- : вшолне н-еди-:ных кромок :ного шва не- : :
ния : :
:подготовлен-:выполненных кромок :ного шва
: Условное :обоз-
:наче-
:ние : сварного :сое-:дине-: ния
CD О РЧ О |
«=г ;
(ч i
>5 !
Без скоса кромок
Односторонний с полным полным проплавле-Н№Ы_
Двусторонний с не- ; полным проплав-лением I
Двусторон-: НИИ с пол-|
i
ным проп- I давлением
$= 10,0-100,0 $= 2,0-‘20,0
1,0-20,0
CD
О
(Ч
о
Pi
т
erf
B-i
Односто
ронний
Размеры, мм Таблица 2 | |
ОСТ 26-260.453-92 | |
о
00
Тип
соеди
нения
Форма подготовленных кромок и выполненного шва
От О-, 5 до 1,0 | ||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||
Таблица 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Толщина свариваемых деталей , /5* |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ОСТ 26“ 260.453-92 С.9
область применения, особенности технологии и оборудование
Электронно-Лучевая Сварка (ЭЛС) — это один из видов сварки плавлением. Источником энергии для осуществления процесса ЭЛС служит электронно-лучевая пушка с системой управления электронным пучком (лучом).
ГОСТ
Технология процесса ЭЛС регламентируется отраслевыми стандартами и подлежит контролю качества по ГОСТ ISO 13919-1—2017 «Сварка. Соединения, полученные электронно-лучевой и лазерной сваркой. Руководство по оценке уровня качества для дефектов».
Область применения
Этот вид неразъёмного соединения различных материалов нашел широкое применение в авиационно-космической технике, судостроении, строительстве, микроэлектронике и других сферах человеческой жизнедеятельности, где необходимо сваривать тугоплавкие, прецизионные (особо чистые) материалы с уникальными свойствами.
Такие металлы, как вольфрам, тантал, молибден, ниобий, имеющие температуры плавления выше 2500 °C, могут быть сварены только лучевыми методами сварки.
Уникальность метода заключается в том, что с его помощью удается сваривать как сверхтонкие детали толщиной до десятков микрон, так и особо толстые (200…300 мм) конструкции из однородных и разнородных металлов и даже некоторые неметаллические материалы.
Особенности процесса электронно-лучевой обработки
Сущность процесса состоит в использовании кинетической энергии потока электронов, движущихся с высокими скоростями в вакууме под воздействием электромагнитного поля. Для уменьшения потери кинетической энергии электронов за счет соударения с молекулами газов воздуха, а также для химической и тепловой защиты катода в сварочной камере создают вакуум до 10-6 Па.
Электронный луч в зоне сварки обладает высокой мощностью, превосходящей альтернативные сварочные источники, уступая по некоторым параметрам только лучу лазера.
Сварка может производиться как непрерывным, так и импульсным электронным лучом. Импульсные лучи большой плотности с частотой импульсов 100—500 Гц используются при сварке легко испаряющихся металлов, таких, как алюминий, магний, цинк.
Схема электронно-лучевой сваркиЭЛС позволяет соединять между собой термоупрочненные, тугоплавкие, а также химически активные при высоких температурах материалы. Создает минимальную околошовную зону термического влияния.
КПД электронно-лучевой сварки составляет рекордные 85…90 %. Но такие достижения сопряжены с большими капитальными затратами на оборудование.
Речь идет не только об основном технологическом оборудовании, но и о системах обеспечения вакуума, необходимого для ведения процесса сварки, а также о ЧПУ для автоматизированного управления этим процессом.
Технология и оборудование
Оборудование для электронно-лучевой сварки можно разделить:
- на универсальное, то есть предназначенное для реализации различных технологических процессов по обработке любых материалов: разделительная резка и прожигание отверстий; сварка и наплавка; нанесение покрытий и напыление; гравировка и т. д.
- и специализированное – предназначенное для выполнения конкретных операций при изготовлении серийных деталей и конструкций.
В состав оборудования входят:
- Электронная пушка, создающая эмиссию и ускорение электронов.
- Фокусирующая электромагнитная линза, концентрирующая электронный луч и способствующая увеличению плотности потока электронов.
- Электромагнитная отклоняющая система для точного управления лучом.
- Вакуумная установка, которая исполняет следующие функции: удаляет атмосферные газы, молекулы которых препятствуют свободному прохождению электронного луча; обеспечивает защиту от воздействия газов и влаги атмосферы на расплавленный металл и зону термического влияния.
Для ЭЛС применяются установки и агрегаты камерного типа (свариваемые детали помещаются целиком в рабочую камеру) и бескамерные (вакуум создается локально — только в месте выполнения сварочных работ).
Технологические приемы и регулируемые параметры ЭЛС
Технологические приемы:
- Для уменьшения пор в сварном шве применяют регулировку наклона луча на 5-7° от перпендикуляра.
- Для легирования металла шва возможно применение присадок.
- Применение способа соединения без разделки кромок или в узкую разделку.
- Одновременное или последовательное использование двух электронных лучей, при этом один луч производит проплавление металла, а второй формирует корень шва.
- Возможность варьировать продольную и поперечную развертку электронного луча по форме сечения.
Основные параметры режима электронно-лучевой сварки:
- сила тока в луче;
- ускоряющее напряжение;
- скорость перемещения луча по поверхности изделия;
- продолжительность импульсов и пауз;
- точность фокусировки луча;
- глубина вакуума.
Преимущества и недостатки
Обычно преимущества и недостатки определяются в сравнении с аналогами. В данном случае приходится говорить об условных недостатках, так как для определенных конструкций и свариваемых материалов просто нет альтернативных методов и аналогов для сравнения. Главным и непревзойденным преимуществом является высокое качество сварных швов.
| Преимущества | Недостатки |
|
|
Электронно-лучевая сварка: технология, процесс и особенности
Существует достаточно большое количество различных тугоплавких металлов, которые соединить между собой можно только при применении специальной технологии электронно-лучевой сварки. Ее суть заключается в фокусировании пучка света, который при воздействии на поверхность проводит ее нагрев.
Электронно-лучевая сваркаЭлектронно лучевая сварка
Сегодня электроннолучевая сварка считается одной из быстро развивающихся технологий. Она применяется для работы с тугоплавкими и химическими активными, разновидными веществами и качественными сплавами. Среди ключевых моментов электронно лучевой сварки можно отнести следующие моменты:
- Сваривание проводится за счет использования кинетической энергии летящих электронов, которые при соприкосновении с поверхностью становятся причиной нагрева поверхности.
- Развитие подобного метода электронной сварки можно связать с появлением современной вакуумной техникой и электронной оптики. Только после того как стали производить подобное оборудование технология стала часто использоваться в металлургической области.
Установка для электронно-лучевой сварки
Электронно лучевая сварка может оказывать требуемое воздействие на твердые и тугоплавкие сплавы. За счет локального воздействия температуры можно получить качественное соединение.
Сущность процесса ЭЛС
Электронная пушка применяется в качестве генератора светового пучка. К ее особенностям отнесем следующие моменты:
- В качестве генератора пучка и его перенаправления устанавливаются электроды и катоды.
- Для того чтобы сфокусировать луч устанавливается оптический элемент. В зависимости от типа оборудования он может изготавливаться из различных материалов.
- В качестве питания применяется бытовая сеть. Увеличить напряжение и другие параметры можно за счет встроенного трансформатора.
Технология электронно лучевой сварки предусматривает фокусирование луча за счет магнитной линзы. При касании электроны соударяются на большой скорости с небольшой поверхностью, при возникновении трения вырабатывается тепловая энергия. На этом этапе пучок кинетическая энергия становится тепловой, повышается пластичность обрабатываемого материала, и он плавится.
Процесс электронно лучевой сварки связан с применением специального оборудования. Оно позволяет получить качественное соединение, которое будет выдерживать существенное механическое воздействие и окружающей среды.
Существенно снизить потери энергии можно при проведении рассматриваемого процесса в условиях вакуума. За счет этого исключается вероятность термической деформации. Вакуумная среда выполняет несколько основных функций, которые должны учитываться:
- Если сравнивать применение вакуумной среды с газовой или флюсом, то она защищает обрабатываемую поверхность более эффективно.
- Обеспечивается высокая химическая защита катода.
- Снижается потеря кинетической энергии. Это связано с тем, что частицы сфокусированного луча не соприкасаются с молекулами воздуха.
- Повышается эффективность дегазации сварочной ванной. Вакуумная среда исключает вероятность появления оксидной пленки.
Схема ЭЛС
Однако, применение вакуумной среды существенно повышается стоимость процедуры. Это связано с тем, что специальное оборудование обходится достаточно дорого.
Техника ЭЛС
Электронно лучевая сварка характеризуется определенными особенностями, которые нужно учитывать. Среди особенностей выделим следующие моменты:
- Плавка проходит по средней стенке углубления. Выполнять сварку нужно с учетом того, что расплавленный металл будет перемещаться к задней части сварочной ванной. После этого он начинает кристаллизоваться.
- Можно проводить плавку непрерывным лучом. Исключением можно назвать обработку сплавов из алюминия или магния. Слишком высокая температура становится причиной ионизации паров. Именно поэтому в подобном случае рекомендуется применять импульсный луч.
При применении технологии, которая связана с воздействием на поверхность импульсного луча можно провести обработку заготовок небольшой толщины.
Параметры режима лучевой сварки и типы сварных соединений
Для качественной обработки поверхности материала следует рассмотреть основные параметры проведения электронной лучевой сварки. Они следующие:
- Степень вакуумизации. Вышеприведенная информация определяет то, что при сварке в условиях вакуума существенно повышается эффективность процесса.
- Показатели подаваемого тока в луче могут варьировать в большом диапазоне. Это связано с тем, что для толстых заготовок повышается показатель силы тока.
- Скорость передвижения луча по поверхности определяет производительность технологии. Кроме этого, скорость передвижения увеличивается для исключения вероятности прожига металла.
- Точность фокусировки луча также определяет эффективность процедуры. Этот показатель зависит от того, какое применяется оборудование.
- Продолжительность пауз. Некоторые технологии предусматривают прерывистое воздействие светового импульса.
Образцы электронно-лучевой сварки
Основные параметры можно найти в специальных таблицах. Применяемое оборудование позволяет вводить основные параметры.
Особенности сварки лучевого типа
Технология применения сфокусированного луча встречается крайне редко. Рассматривая особенности сварки лучевого типа уделяется внимание следующим моментам:
- Получить чистую поверхность и обеспечить максимальную степень дегазации металла можно только в случае проведения работы в условии вакуума.
- Нагрев проводится до высокой температуры, за счет обеспечивается плавка металла в зоне контакта. За счет этого получается мелкозернистый шов с привлекательными характеристиками.
Подобный метод не приводит к образованию трещин. Именно поэтому он используется для работы с материалами, которые восприимчивы к сильному нагреванию и могут плавится.
Применение ЭЛС
Примером можно назвать процесс изготовления деталей из различных алюминиевых сплавов. Минимальная толщина обрабатываемых деталей составляет 0,02 мм, максимальный показатель около 100 мм.
Достоинства и недостатки электронно лучевой сварки
Как и у многих других технологий, у рассматриваемой также есть достоинства и недостатки. К положительным сторонам можно отнести:
- На поверхность воздействует меньшее количество тепла. Как правило, при дуговой сварке оказывается более высокое тепловое воздействие. За счет этого существенно повышается степень коробления металла. Слишком высокая температура приводит к изменению кристаллической структуры.
- Есть возможность провести обработку керамики и некоторых других трудноплавких металлов. При фокусировании луча можно проводить обработку поверхности диаметром менее одного миллиметра.
- Высокое качество получаемого шва определяет то, что технология может применяться для получения ответственных изделий и декоративных элементов. Сфокусированный луч приводит к дегазации металлического шва, за счет чего повышается степень пластичности и некоторые другие параметры. Провести электронную сварку можно также и коррозионностойких сплавов.
- Применяемое оборудование позволяет проводить регулировку мощности в достаточно большом диапазоне. Поэтому электронно лучевая сварка может использоваться для работы с различными заготовками.
- Можно получить узкий, но глубокий шов. За счет этого существенно повышается прочность соединения.
- При выборе импульсного режима можно исключить вероятность деформации поверхности из-за воздействия высокой температуры.
- Метод может использоваться для термической обработки и перфорации, а также резки металла.
Есть и определенные недостатки. Они следующие:
- Для создания вакуумной среды требуется определенное время. Именно поэтому существенно снижается показатель производительности подобной технологии.
- В корне шва может появится полое отверстие. Именно поэтому следует проводить контроль качества соединения при применении специального оборудования.
Электронно лучевая сварка оправдана в том случае, если нужно провести обработку труднодоступных мест. Экономичность связана с небольшим показателем потребления энергии.
Виды сварочных лучевых установок
Оборудование для электронно лучевой сварки характеризуется высокой эффективность применения. Однако, сложность конструкции определяет ее высокую стоимость. В продаже встречается:
- С элементом прямого накала катодов.
- С элементом косвенного накала.
Некоторые установки электронно лучевой сварки могут проводить обработку поверхности по криволинейным траекториям. Для этого проводится установка компьютера, который и контролирует положение исполнительного органа относительно обрабатываемой поверхности.
Электронно-лучевая сварочная установка
Модели, выпускаемые зарубежными производителями, характеризуются высокой степенью автоматизации. Наибольшей эффективностью пользуется метод полного проплавления соединительного стыка.
Область применения
Как ранее было отмечено, рассматриваемый метод применяется для соединения различных материалов и сплавов, которые характеризуются высокой устойчивостью к воздействию тепла. Область применения следующая:
- Обработка алюминия.
- Соединение изделий, представленных сплавов из титана.
- Обработка бериллиевых металлов.
- Работа с танталом, ниобием, цирконием.
- Обработка легированных сталей.
Качественные изделия могут получать в ракетостроении и атомной энергетике. Это связано с тем, что лучевая технология позволяет получить однородный шов.
Использование сварки в промышленности
Применение ЭЛС постоянно расширяется несмотря высокую себестоимость процесса и некоторые ее недостатки. Технология характеризуется показателем КПД почти 95%. Этот показатель больше чем у более распространенной дуговой сварки.
Промышленное применение выражено следующим образом:
- При работе с активными металлами.
- При обработке термоупрачненных металлов.
- Для соединения тугоплавких материалов.
- При работе с камнем и керамикой.
- Для создания ответственных деталей.
Сегодня ЭЛС получила широкое распространение в сфере производства электронных изделий. За счет вакуума можно обеспечить герметизацию микросхем. При этом на поверхность может оказывать воздействие самая различная температура. Производительные установки подходят для работы в сфере авиации. Объем камер может варьировать в большом диапазоне. В заключение отметим, что в последнее время технология активно развивается. Это связано с возможностью получения качественных изделий при небольших затратах.
| 1 | Сварка дуговая | en | Arc welding |
| 11 | Сварка дуговая плавящимся электродом без защитного газа | en | Metal arc welding without gas protection |
| 111 | Сварка ручная дуговая плавящимся электродом (сварка дуговая плавящимся покрытым электродом) | en | Manual metal arc welding (metal arc welding with covered electrode) Shielded metal arc welding, USA |
| 112 | Сварка (дуговая) гравитационная покрытым электродом | en | Gravity (arc) welding with covered electrode Gravity feed welding, USA |
| 114 | Сварка дуговая порошковой самозащитной проволокой | en | Self-shielded tubular cored arc welding |
| 12 | Сварка дуговая под флюсом | en | Submerged arc welding |
| 121 | Сварка дуговая под флюсом сплошной проволокой | en | Submerged arc welding with solid wire electrode |
| 122 | Сварка дуговая под флюсом ленточным электродом | en | Submerged arc welding with strip electrode |
| 124 | Сварка дуговая под флюсом с добавлением металлического порошка | en | Submerged arc welding with metallic powder addition |
| 125 | Сварка дуговая под флюсом порошковой проволокой | en | Submerged arc welding with tubular cored electrode |
| 126 | Сварка дуговая под флюсом порошковым ленточным электродом | en | Submerged arc welding with cored strip electrode |
| 13 | Сварка дуговая плавящимся электродом в защитном газе | en | Gas-shielded metal arc welding Gas metal arc welding, USA |
| 131 | Сварка дуговая сплошной проволокой в инертном газе | en | MIG welding with solid wire electrode Gas metal arc welding using inert gas and solid wire electrode, USA |
| 132 | Сварка дуговая порошковой проволокой с флюсовым наполнителем в инертном газе | en | MIG welding with flux cored electrode Flux cored arc welding, USA |
| 133 | Сварка дуговая порошковой проволокой с металлическим наполнителем в инертном газе | en | MIG welding with metal cored electrode Gas metal arc welding using inert gas and metal cored wire, USA |
| 135 | Сварка дуговая сплошной проволокой в активном газе | en | MAG welding with solid wire electrode Gas metal arc welding using active gas with solid wire electrode, USA |
| 136 | Сварка дуговая порошковой проволокой с флюсовым наполнителем в активном газе | en | MAG welding with flux cored electrode Gas metal arc welding using active gas and flux cored electrode, USA |
| 138 | Сварка дуговая порошковой проволокой с металлическим наполнителем в активном газе | en | MAG welding with metal cored electrode; gas metal arc welding using active gas and metal cored electrode |
| 14 | Сварка дуговая неплавящимся вольфрамовым электродом в защитном газе | en | Gas-shielded arc welding with non-consumable tungsten electrode Gas tungsten arc welding, USA |
| 141 | Сварка дуговая вольфрамовым электродом в инертном газе с присадочным сплошным материалом (проволокой или стержнем) | en | TIG welding with solid filler material (wire/rod) Gas tungsten arc welding using inert gas and solid filler material (wire/rod), USA |
| 142 | Сварка дуговая вольфрамовым электродом в инертном газе без присадочного материала | en | Autogenous TIG welding Autogenous gas tungsten arc welding |
| 143 | Сварка дуговая вольфрамовым электродом с присадочным порошковым материалом (проволокой или стержнем) в инертном газе | en | TIG welding with tubular cored filler material (wire/rod) Gas tungsten arc welding using inert gas and tubular cored filler material (wire/rod), USA |
| 145 | Сварка дуговая вольфрамовым электродом с присадочным сплошным материалом (проволокой или стержнем) в инертном газе с добавлением восстановительного газа | en | TIG welding using reducing gas and solid filler material (wire/rod) Gas tungsten arc welding using inert gas plus reducing gas additions and solid filler material (wire/rod), USA |
| 146 | Сварка дуговая вольфрамовым электродом с присадочным порошковым материалом (проволокой или стержнем) в инертном газе с добавлением восстановительного газа | en | TIG welding using reducing gas and tubular cored filler material (wire/rod) Gas tungsten arc welding using inert gas plus reducing gas additions and tubular cored filler material (wire/rod), USA |
| 147 | Сварка дуговая неплавящимся вольфрамовым электродом в активном газе | en | Gas-shielded arc welding with non-consumable tungsten electrode using active gas (TAG welding) Gas tungsten arc welding using active gas, USA |
| 15 | Сварка дуговая плазменная | en | Plasma arc welding |
| 151 | Сварка плазменная плавящимся электродом в инертном газе | en | Plasma MIG welding |
| 152 | Сварка дуговая плазменная с присадочным порошковым материалом | en | Powder plasma arc welding |
| 153 | Сварка плазменная дугой прямого действия | en | Plasma welding with transferred arc |
| 154 | Сварка плазменная дугой косвенного действия | en | Plasma arc welding with nontransferred arc |
| 155 | Сварка плазменная с переключаемой дугой | en | Plasma arc welding with semitransferred arc |
| 185 | Сварка дугой, приводимой в движение магнитным полем | en | Magnetically impelled arc welding |
| 2 | Сварка контактная | en | Resistance welding |
| 21 | Сварка контактная точечная | en | Resistance spot welding Spot welding, USA |
| 211 | Сварка контактная точечная односторонняя | en | Indirect spot welding |
| 212 | Сварка контактная точечная двусторонняя | en | Direct spot welding |
| 22 | Сварка контактная шовная | en | Resistance seam welding Seam welding, USA |
| 221 | Сварка контактная шовная внахлестку | en | Lap seam welding |
| 222 | Сварка контактная шовная с раздавливанием кромок | en | Mash seam welding |
| 223 | Сварка контактная шовная с предварительным утонением нахлесточного соединения | en | Prep-lap seam welding |
| 224 | Сварка контактная шовная проволокой | en | Wire seam welding |
| 225 | Сварка контактная шовная стыковая с ленточными накладками из фольги | en | Foil butt-seam welding |
| 226 | Сварка контактная шовная с накладкой | en | Seam welding with strip |
| 23 | Сварка контактная рельефная | en | Projection welding |
| 231 | Сварка контактная рельефная односторонняя | en | Indirect projection welding |
| 232 | Сварка контактная рельефная двусторонняя | en | Direct projection welding |
| 24 | Сварка контактная стыковая оплавлением | en | Flash welding |
| 241 | Сварка контактная стыковая оплавлением с предварительным подогревом | en | Flash welding with preheating |
| 242 | Сварка контактная стыковая оплавлением без предварительного подогрева | en | Flash welding without preheating |
| 25 | Сварка контактная стыковая сопротивлением | en | Resistance butt welding Upset welding, USA |
| 26 | Приварка контактная шпилек | en | Resistance stud welding |
| 27 | Сварка контактная высокочастотная | en | HF resistance welding (high-frequency resistance welding) High-frequency upset welding, USA |
| 29 | Прочие процессы контактной сварки | en | Other resistance welding processes |
| 3 | Сварка газовая | en | Gas welding Oxyfuel gas welding, USA |
| 31 | Сварка газокислородная | en | Oxyfuel gas welding |
| 311 | Сварка ацетиленокислородная | en | Oxyacetylene welding |
| 312 | Сварка пропанокислородная | en | Oxypropane welding |
| 313 | Сварка водороднокислородная | en | Oxyhydrogen welding |
| 4 | Сварка давлением | en | Welding with pressure |
| 41 | Сварка ультразвуковая | en | Ultrasonic welding |
| 42 | Сварка трением | en | Friction welding |
| 421 | Сварка трением с непрерывным приводом | en | Direct drive friction welding |
| 422 | Сварка трением инерционная | en | Inertia friction welding |
| 423 | Приварка трением шпилек | en | Friction stud welding |
| 43 | Сварка трением с перемешиванием | en | Friction stir welding |
| 44 | Сварка с применением мощных источников механической энергии | en | Welding by high mechanical energy |
| 441 | Сварка взрывом | en | Explosive welding |
| 442 | Сварка магнитно-импульсная | en | Magnetic pulse welding |
| 45 | Сварка диффузионная | en | Diffusion welding |
| 47 | Сварка газопрессовая | en | Oxyfuel gas pressure welding Pressure gas welding, USA |
| 48 | Сварка давлением холодная | en | Cold pressure welding Cold welding, USA |
| 49 | Сварка давлением с подогревом | en | Hot pressure welding |
| 5 | Сварка лучевая | en | Beam welding |
| 51 | Сварка электронно-лучевая | en | Electron beam welding |
| 511 | Сварка электронно-лучевая в вакууме | en | Electron beam welding in vacuum |
| 512 | Сварка электронно-лучевая в атмосфере | en | Electron beam welding in atmosphere |
| 513 | Сварка электронно-лучевая с добавлением защитного газа | en | Electron beam welding with addition of shielding gases |
| 52 | Сварка лазерная | en | Laser welding Laser beam welding, USA |
| 521 | Сварка твердотельным лазером | en | Solid state laser welding |
| 522 | Сварка газовым лазером | en | Gas laser welding |
| 523 | Сварка диодным лазером | en | Diode laser welding Semi-conductor laser welding, USA |
| 7 | Прочие процессы сварки | en | Other welding processes |
| 71 | Сварка термитная | en | Aluminothermic welding Thermite welding, USA |
| 72 | Сварка электрошлаковая | en | Electroslag welding |
| 721 | Сварка электрошлаковая ленточным электродом | en | Electroslag welding with strip electrode |
| 722 | Сварка электрошлаковая проволочным электродом | en | Electroslag welding with wire electrode |
| 73 | Сварка дуговая с принудительным формированием и газовой защитой | en | Electrogas welding |
| 74 | Сварка индукционная | en | Induction welding |
| 741 | Сварка индукционная стыковая | en | Induction butt welding Induction upset welding, USA |
| 742 | Сварка индукционная шовная | en | Induction seam welding |
| 743 | Сварка индукционная высокочастотная | en | Induction HF welding |
| 75 | Сварка световым лучом | en | Light radiation welding |
| 753 | Сварка инфракрасным лучом | en | Infrared welding |
| 78 | Приварка дуговая шпилек | en | Arc stud welding |
| 783 | Приварка дуговая растягиваемой дугой шпилек с керамической шайбой или в защитном газе | en | Drawn arc stud welding with ceramic ferrule or shielding gas Arc stud welding, USA |
| 784 | Приварка вытянутой дугой шпилек коротким циклом | en | Short-cycle drawn arc stud welding Arc stud welding, USA |
| 785 | Приварка конденсаторная вытянутой дугой шпилек | en | Capacitor discharge drawn arc stud welding Arc stud welding, USA |
| 786 | Приварка конденсаторная шпилек с оплавлением кончика детали | en | Capacitor discharge stud welding with tip ignition Arc stud welding, USA |
| 787 | Приварка вытянутой дугой шпилек с плавкой втулкой | en | Drawn arc stud welding with fusible collar |
| 8 | Резка и строжка | en | Cutting and gouging |
| 81 | Резка кислородная | en | Flame cutting Oxygen cutting, cutting, USA |
| 82 | Резка дуговая | en | Arc cutting |
| 821 | Резка воздушно-дуговая | en | Air arc cutting Air carbon arc cutting, USA |
| 822 | Резка кислородно-дуговая | en | Oxygen arc cutting |
| 83 | Резка плазменная | en | Plasma cutting Plasma arc cutting, USA |
| 831 | Резка плазменная с использованием окислительного газа | en | Plasma cutting with oxidizing gas |
| 832 | Резка плазменная без использования окислительного газа | en | Plasma cutting without oxidizing gas |
| 833 | Резка воздушно-плазменная | en | Air plasma cutting |
| 834 | Резка плазменная высокоточная | en | High-tolerance plasma cutting |
| 84 | Резка лазерная | en | Laser cutting Laser beam cutting, USA |
| 86 | Строжка кислородная | en | Flame gouging Thermal gouging, USA |
| 87 | Строжка дуговая | en | Arc gouging |
| 871 | Строжка воздушно-дуговая | en | Air arc gouging Air carbon arc cutting, USA |
| 872 | Строжка кислородно-дуговая | en | Oxygen arc gouging Oxygen gouging, USA |
| 88 | Строжка плазменная | en | Plasma gouging |
| 9 | Пайка и пайкосварка | en | Brazing, soldering and braze welding |
| 91 | Пайка высокотемпературная с местным нагревом | en | Brazing with local heating |
| 911 | Пайка высокотемпературная инфракрасным лучом | en | Infrared brazing |
| 912 | Пайка высокотемпературная газопламенная | en | Flame brazing Torch brazing, USA |
| 913 | Пайка высокотемпературная лазерная | en | Laser beam brazing |
| 914 | Пайка высокотемпературная электронно-лучевая | en | Electron beam brazing |
| 916 | Пайка высокотемпературная индукционная | en | Induction brazing |
| 918 | Пайка высокотемпературная электросопротивлением | en | Resistance brazing |
| 919 | Пайка высокотемпературная диффузионная | en | Diffusion brazing |
| 92 | Пайка высокотемпературная с общим нагревом | en | Brazing with global heating |
| 921 | Пайка высокотемпературная в печи | en | Furnace brazing |
| 922 | Пайка высокотемпературная в вакууме | en | Vacuum brazing |
| 923 | Пайка высокотемпературная погружением в расплавленный припой | en | Dip-bath brazing |
| 924 | Пайка высокотемпературная погружением в расплавленную соль | en | Salt-bath brazing |
| 925 | Пайка высокотемпературная погружением в ванну с флюсом | en | Flux-bath brazing |
| 926 | Пайка высокотемпературная погружением | en | Immersion brazing |
| 93 | Прочие процессы высокотемпературной пайки | en | Other brazing processes |
| 94 | Пайка низкотемпературная с местным нагревом | en | Soldering with local heating |
| 941 | Пайка низкотемпературная инфракрасным лучом | en | Infrared soldering |
| 942 | Пайка низкотемпературная газопламенная | en | Flame soldering Torch soldering, USA |
| 943 | Пайка низкотемпературная паяльником | en | Soldering with soldering iron |
| 944 | Пайка низкотемпературная протягиванием через расплавленный припой | en | Drag soldering |
| 945 | Пайка низкотемпературная лазерная | en | Laser soldering |
| 946 | Пайка низкотемпературная индукционная | en | Induction soldering |
| 947 | Пайка низкотемпературная ультразвуковая | en | Ultrasonic soldering |
| 948 | Пайка низкотемпературная электросопротивлением | en | Resistance soldering |
| 949 | Пайка низкотемпературная диффузионная | en | Diffusion soldering |
| 95 | Пайка низкотемпературная с общим нагревом | en | Soldering with global heating |
| 951 | Низкотемпературная пайка волной припоя | en | Wave soldering |
| 953 | Пайка низкотемпературная в печи | en | Furnace soldering |
| 954 | Пайка низкотемпературная в вакууме | en | Vacuum soldering |
| 955 | Пайка низкотемпературная погружением в расплавленный припой | en | Dip soldering |
| 957 | Пайка низкотемпературная погружением в расплавленную соль | en | Salt-bath soldering |
| 96 | Прочие процессы низкотемпературной пайки | en | Other soldering processes |
| 97 | Сваркопайка | en | Weld brazing Braze welding, USA |
| 971 | Сваркопайка газовая | en | Gas weld brazing Gas braze welding, USA |
| 972 | Сваркопайка дуговая | en | Arc weld brazing Arc braze welding, USA |
| 973 | Сваркопайка дуговая плавящимся электродом в защитном газе | en | Gas metal arc weld brazing Gas metal arc braze welding, USA |
| 974 | Сваркопайка дуговая вольфрамовым электродом в защитном газе | en | Gas tungsten arc weld brazing Gas tungsten arc braze welding, USA |
| 975 | Сваркопайка дуговая плазменная | en | Plasma arc weld brazing Plasma arc braze welding, USA |
| 976 | Сваркопайка лазерная | en | Laser weld brazing Laser braze welding, USA |
| 977 | Электронно-лучевая сваркопайка | en | Electron beam weld brazing Electron beam braze welding, USA |
оборудование и установка, технология и обозначение, требования по ГОСТу
Долгое время электродуговая сварочная практика была единственным вариантом. Но техника не стоит на месте, и неизбежно появлялись новые методики. Для любого толкового специалиста важно хотя бы в общих чертах знакомиться с электронно-лучевой сваркой, чтобы понимать, на что она способна и что может дать.
Особенности и область применения
Говоря про электронно-лучевую сварку, следует подчеркнуть прежде всего, что это бурно развивающаяся и неуклонно совершенствующаяся технология. Ее можно использовать при работе с плохо расплавляемыми при обычных условиях или очень активными химически веществами. Электронно-лучевая методика лучше традиционных вариантов справляется с соединением разнородных веществ. Специальные установки находят применение:
- в обработке алюминиевых и легированных стальных заготовок;
- в манипуляциях со сплавами титана, ниобием, цирконием, танталом;
- в производстве изделий из бериллия и сплавов на его основе.
Эта технология востребована в производстве ракет, иных летательных аппаратов и атомных систем. Именно лучевое воздействие позволяет создать очень ровный и однородный по составу шов. Процесс сварки совершается за счет применения кинетической энергии электронов. Соударение их с поверхностью является причиной прогрева металла или сплава. В ГОСТ на электронно-лучевую сварку введены обозначения уровней качества:
- D – минимальный уровень;
- C – среднее качество;
- B – максимально высокой уровень.
Достоинства и недостатки
Вакуумная среда, создающаяся в электронно-лучевой установке, помогает защищать поверхность обрабатываемого изделия. В этом смысле она куда совершеннее, чем даже самые продуманные варианты газовой сварки или сварочных работ под флюсом. Катод тоже очень хорошо защищен в химическом отношении. Потери кинетической энергии при электронно-лучевой сварке меньше, чем при других технологиях. Причина вполне понятна: фокусированный луч не натыкается на молекулы газов и взвесей.
Еще одним плюсом оказывается повышенная эффективность дегазации в сварочной ванне. Тот же вакуум является абсолютной гарантией против образования оксидных пленок. Однако все это не означает, что электронно-лучевая методика есть абсолютный идеал. На поверхность попадает сравнительно немного тепла.
Традиционное дуговое воздействие отличается большей мощностью.
Потому ЭЛС резко меняет кристаллическую структуру металла или сплава. Обрабатываемые участки могут подвергнуться короблению. Вернувшись к достоинствам методики, стоит подчеркнуть, что она позволяет обрабатывать керамику и тугоплавкие металлы. Фокусированный луч может обработать участки величиной меньше 1 мм. Отработана технология изготовления ответственных элементов и декоративной продукции, в том числе из стойких к коррозии сплавов.
Еще стоит отметить:
- существенную гибкость регулировки мощности;
- возможность получения узких швов на большой глубине;
- минимизацию риска повреждений при импульсной подаче энергии;
- пригодность для общей термообработки и перфорации металла, для нарезки заготовок.
Но очевидно, что вакуумная среда создается за определенное время. Потому, несмотря на относительно высокую производительность самого рабочего цикла, суммарный выход продукции будет меньше, чем при других технологиях. Корень шва может иметь полость. Предотвратить это помогает только специальная контрольная техника. В любом случае электронно-лучевая сварка невозможна в домашних условиях, она относительно дорога и требует квалифицированных операторов.
Необходимое оборудование
Специальная установка, создающая электронный поток, генерирует его при помощи одной или нескольких «пушек». Сама заготовка находится во время работы в специальной вакуумной камере. Для контроля хода работы используется либо смотровое окошко, либо удаленный монитор с датчиками и магистралями передачи информации. Непосредственное управление работой установки происходит через пульт специальной конструкции. Создание электронного потока в «пушке» происходит при помощи катода, который нагревает обычная спираль сопротивления.
Фокусировка потока выполняется с помощью вспомогательных электродов. На катоде формируют напряжение с отрицательным зарядом. Избежать отталкивания электродов помогает специальный фокусирующий блок. Точность управления обеспечивает система отклонения луча. Стоит учесть, что камеры есть не во всех приборах: многие системы электронно-лучевой сварки создают лишь локальный вакуум непосредственно в рабочей зоне.
Камерные электронно-лучевые аппараты классифицируют по напряжению. Низковольтными считают системы, сконструированные для тока от 10 до 30 кВ. К среднему классу относят сварочные комплексы, рассчитанные на 40-60 кВ. В высоковольтную категорию попадают аппараты, работающие на токе 100-200 кВ.
Также системы электронно-лучевой сварки подразделяют на универсальную и специализированную группу. Первый тип позволяет выполнять ремонтную и экспериментальную сварку. Второй рассчитан только на изготовление однородных элементов. Часть выпускаемого оборудования имеет блоки горизонтального вращения, помогающие обрабатывать трубчатые детали.
Применяемые в микроэлектронной отрасли сварочные комплексы имеют максимально возможную точность расположения лучей.
Технология
Разогрев идет по всему зазору, разделяющему детали. Зона воздействия частиц ограничивается долями микрона, но поскольку их много, особых ограничений на размер обрабатываемого участка нет. Зазоры между соединяемыми конструкциями стараются делать максимально малыми; если толщина металла 20 мм и менее, разрыв должен составлять не более 0,1 мм. Если уменьшить зазор не получается, применяют присадочные металлы. Однако на долю присадки должно приходиться максимум 50% массы шва.
Отклонение электронного луча может составлять максимум 0,3 мм от заданного значения. Катод в электронно-лучевых установках может быть плазменным (тогда говорят о косвенном накале). Катодный элемент прямого накаливания — это вольфрамовая, танталовая либо иная тугоплавкая спираль. Для изготовления анодов применяют сталь либо медь. Вакуумная среда не только обеспечивает защиту свариваемых изделий, но и помогает избежать перегрева катода.
В следующем видео показано, как происходит электронно-лучевая сварка алюминия.
Электронно-лучевая сварка | Сварка и сварщик
Электронно-лучевая сварка основывается на принципе нагрева и расплавления соединяемых элементов, который осуществляется с помощью электронного луча. В роли излучателя, в данной ситуации, выступает катод. Он излучает такие частицы, как электрон, способные набирать скорость вследствие действия электрического поля. Такое поле характеризуется высоким уровнем напряженности. Электроны разгоняются до очень больших скоростей, которые можно сравнить со световой скоростью. Вследствие этого, они соединяются в тонкий луч, сконцентрированный от излучателя к свариваемой детали, выступающей в роли анода.
Процесс электронно-лучевой сварки может быть выполнен только в вакууме, имеющие значение не ниже 4-10 мм рт. ст. Если это значение будет ниже, то большую часть энергии необходимо будет применить для ионизации и нагрева газов внешней среды. При встрече анода с электронами, последние свою кинетическую энергию отдают первым в виде тепла.
Оборудование для электронно-лучевой сварки
Основной составляющей установки сварки электронными лучами выступает пушка (сварочно-электронная). Она предназначена для того чтобы получать и ускорять электроны. Помимо этого, она служит для собирания электронного луча. Пушка располагается непосредственно в вакуум-камере, в которую помещается свариваемый элемент и механизм перемещения детали.
Выделяют следующие виды установок:
- универсальные;
- специализированные;
- высоковакуумные;
- промежуточного вакуума;
- камерные.
Область применения электронно-лучевой сварки
Вышеописанный способ используется для сварки нескольких видов металлов, в частности, чистых, активных и тугоплавких. Также она применяется для чувствительных металлов к влиянию газов. В силу того, что возникают некоторые трудности при строительстве вакуумных камер внушительных размеров, вышеуказанным путем свариваются лишь небольшие детали.
Схожими свойствами обладает сварка когерентным световым лучом, которая осуществляется посредством лазера т.е. лазерная сварка. Световой луч, характеризующийся высоким содержанием энергии способен как сваривать, так и резать не только металлы, но и другие материалы. Этот процесс осуществляется без вакуума.
Как и любой другой вид сварки, электронно-лучевая имеет преимущества и недостатки.
К плюсам относятся:
- таким способом за один раз можно сваривать металлы, толщина которых находится в пределах – 0,1 до 200 мм;
- в отличие от дугового способа, электронно-лучевая использует более чем в 10 раз меньше энергии;
- такой способ отличается отсутствием концентрации расплавленного металла газами.
Главным недостатком электронно-лучевой сварки выступает необходимость в создании вакуума.
Виды электронно-лучевой сварки | Электронно-лучевая сварка | Основы автоматизированной сварки
Машины для электронно-лучевой сварки подразделяются на категории в зависимости от ускоряющего напряжения, давления в камере обработки и положения установки электронной пушки. Эти различия влияют на масштабирование и управляемость оборудования, а также на выполняемые сварочные процессы.
Обязательно к прочтению всем, кто занимается сваркой! Это руководство включает в себя базовые знания в области сварки, такие как типы и механизмы сварки, а также подробные сведения об автоматизации сварки и устранении неисправностей.Скачать Ускоряющее напряжение существенно влияет на выход электронного пучка. Как правило, устройства с ускоряющим напряжением от примерно 100 до 150 кВ считаются высоковольтными, а устройства примерно от 30 до 60 кВ — с низким напряжением.
Высоковольтные устройства могут сваривать стальные материалы толщиной от 0,1 до 200 мм и алюминиевые сплавы толщиной от 0,1 до 300 мм.
Для неспециализированных приложений проще использовать низковольтные устройства.Такие устройства используются в различных областях, включая промышленность электронных компонентов.
Одной из основных характеристик аппаратов для электронно-лучевой сварки является то, что сварка выполняется в камере вакуумной обработки. Однако в последние годы были разработаны аппараты для электронно-лучевой сварки, способные выполнять сварку даже без идеального вакуума.
Как правило, камеры для обработки с давлением примерно до 0,067 Па считаются камерами высокого вакуума, а камеры с давлением примерно до 6.67 Па считаются низковакуумными камерами. Давление в камере обработки варьируется от примерно 6,67 Па до 1,3 × 10 -6 Па в зависимости от области применения, и объемы увеличиваются с некоторым оборудованием, имеющим внутренний объем в несколько сотен кубических метров.
К универсальным вытяжным устройствам высокого вакуума относятся:
- Насосы масляные диффузионные
- Механические подкачивающие насосы
- Насосы масляные роторные
Устройства низкого вакуума, с другой стороны, включают следующее:
- Механические подкачивающие насосы
- Насосы масляные роторные
В последнее время разрабатываются устройства, оснащенные спиральными насосами и турбомолекулярными насосами, обеспечивающими меньший шум, вибрацию и тепло, благодаря улучшению условий установки и повышению энергоэффективности.
Электронная пушка, используемая для испускания электронного луча, может быть установлена как внутри, так и снаружи камеры обработки
Внешние устройства с электронной пушкой, установленной вне рабочей камеры, обычно делятся на фиксированные или подвижные со специальным скользящим уплотнением. В устройствах с фиксированной электронной пушкой положение сварки изменяется путем перемещения основного материала.
С другой стороны, в устройствах с подвижной электронной пушкой положение сварки изменяется путем перемещения электронной пушки.Устройства с подвижной электронной пушкой могут иметь ход в несколько метров, что позволяет выполнять сварку в самых разных положениях.
Внутренние устройства с подвижной электронной пушкой, установленной внутри обрабатывающей камеры, имеют электронную пушку, прикрепленную к роботу, способную управлять одновременно по пяти осям (X, Y, Z, A и C). Эти устройства могут выполнять трехмерную сварку, а некоторые устройства предлагают зону сварки 10 м и более. Трехмерное сканирование положения сварного шва выполняется маломощным лучом, расположенным поперек линии сварки.Рентгеновские лучи, генерируемые во время сварки, регистрируются датчиком, встроенным в электронную пушку, что обеспечивает точную сварку канавок.
Дом
.сварка | Типы и определение
Сварка , техника, используемая для соединения металлических деталей, как правило, с применением тепла. Этот метод был открыт во время попыток придать железу полезные формы. Сварные лезвия были разработаны в 1-м тысячелетии нашей эры, самые известные из которых были произведены арабскими оружейниками в Дамаске, Сирия. В то время был известен процесс науглероживания железа с получением твердой стали, но получаемая сталь была очень хрупкой.Техника сварки, которая включала прослойку относительно мягкого и вязкого железа с высокоуглеродистым материалом с последующей ковкой с молотком, позволила получить прочное и жесткое лезвие.
дуговая сварка дуговая сварка в среде защитного металла. ВМС СШАВ наше время усовершенствование технологий производства чугуна, особенно внедрение чугуна, ограничивало сварку кузнецами и ювелирами. Другие методы соединения, такие как крепление болтами или заклепками, широко применялись в новых изделиях, от мостов и железнодорожных двигателей до кухонной утвари.
Современные процессы сварки плавлением являются результатом необходимости получения непрерывного соединения на больших стальных листах. Было показано, что клепка имеет недостатки, особенно для закрытых контейнеров, таких как бойлер. Газовая сварка, дуговая сварка и контактная сварка появились в конце XIX века. Первая реальная попытка широко внедрить сварочные процессы была предпринята во время Первой мировой войны. К 1916 году кислородно-ацетиленовый процесс был хорошо развит, и применяемые тогда методы сварки используются до сих пор.С тех пор основные улучшения коснулись оборудования и безопасности. В этот период также была внедрена дуговая сварка плавящимся электродом, но изначально использовавшаяся неизолированная проволока приводила к хрупким сварным швам. Решение было найдено, обернув оголенный провод асбестом и переплетенным алюминиевым проводом. Современный электрод, представленный в 1907 году, состоит из неизолированной проволоки со сложным покрытием из минералов и металлов. Дуговая сварка не использовалась повсеместно до Второй мировой войны, когда острая необходимость в быстрых средствах строительства для судоходства, электростанций, транспорта и сооружений стимулировала необходимые разработки.
Сварка сопротивлением, изобретенная в 1877 году Элиху Томсоном, была принята задолго до дуговой сварки для точечного и шовного соединения листов. Стыковая сварка для изготовления цепей и соединения стержней и стержней была разработана в 1920-х годах. В 1940-х годах был внедрен процесс вольфрам-инертный газ с использованием неплавящегося вольфрамового электрода для выполнения сварных швов плавлением. В 1948 году в новом процессе с защитой от газа использовался проволочный электрод, который расходился во время сварки. Совсем недавно были разработаны электронно-лучевая сварка, лазерная сварка и несколько твердофазных процессов, таких как диффузионная сварка, сварка трением и ультразвуковое соединение.
Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодняОсновные принципы сварки
Сварной шов можно определить как соединение металлов, полученное нагреванием до подходящей температуры с приложением давления или без него, а также с использованием присадочного материала или без него.
При сварке плавлением источник тепла выделяет достаточно тепла для создания и поддержания ванны расплавленного металла необходимого размера. Тепло может поступать от электричества или от газового пламени.Сварку сопротивлением можно рассматривать как сварку плавлением, поскольку образуется некоторый расплавленный металл.
Твердофазные процессы позволяют получать сварные швы без плавления основного материала и без добавления присадочного металла. Всегда используется давление и обычно подается немного тепла. Теплота трения возникает при ультразвуковом и трении соединения, а нагрев печи обычно используется при диффузионном соединении.
Электрическая дуга, используемая при сварке, представляет собой сильноточный низковольтный разряд, обычно в диапазоне 10–2000 ампер при 10–50 вольт.Столб дуги сложен, но, в общем, состоит из катода, который испускает электроны, газовой плазмы для проведения тока и области анода, которая становится сравнительно более горячей, чем катод, из-за бомбардировки электронами. Обычно используется дуга постоянного тока (DC), но могут использоваться дуги переменного тока (AC).
Общее количество энергии, потребляемой во всех сварочных процессах, превышает то, что требуется для создания соединения, поскольку не все выделяемое тепло может быть эффективно использовано. Эффективность варьируется от 60 до 90 процентов, в зависимости от процесса; некоторые специальные процессы сильно отклоняются от этой цифры.Тепло теряется из-за проводимости через основной металл и из-за излучения в окружающую среду.
Большинство металлов при нагревании вступают в реакцию с атмосферой или другими близлежащими металлами. Эти реакции могут быть чрезвычайно пагубными для свойств сварного соединения. Например, большинство металлов быстро окисляются при расплавлении. Слой оксида может препятствовать надлежащему соединению металла. Покрытые оксидом капли расплавленного металла захватываются сварным швом и делают соединение хрупким. Некоторые ценные материалы, добавленные для достижения определенных свойств, настолько быстро реагируют на воздействие воздуха, что осажденный металл не имеет того же состава, что и изначально.Эти проблемы привели к использованию флюсов и инертной атмосферы.
При сварке плавлением флюс играет защитную роль, облегчая контролируемую реакцию металла, а затем предотвращая окисление, образуя слой над расплавленным материалом. Флюсы могут быть активными и помогают в процессе или неактивными и просто защищать поверхности во время соединения.
Инертная атмосфера играет такую же защитную роль, как и флюсы. При сварке металлической дугой в среде защитного газа и вольфрамовой дугой в среде защитного газа инертный газ — обычно аргон — течет из кольцевого пространства, окружающего горелку, непрерывным потоком, вытесняя воздух вокруг дуги.Газ не вступает в химическую реакцию с металлом, а просто защищает его от контакта с кислородом воздуха.
Металлургия соединения металлов важна для функциональных возможностей соединения. Дуговая сварка иллюстрирует все основные характеристики соединения. В результате прохождения сварочной дуги образуются три зоны: (1) металл шва или зона плавления, (2) зона термического влияния и (3) неповрежденная зона. Металл сварного шва — это та часть соединения, которая была расплавлена во время сварки.Зона термического влияния — это область, прилегающая к металлу шва, который не был сварен, но претерпел изменение микроструктуры или механических свойств из-за высокой температуры сварки. Неповрежденный материал — это тот материал, который не был достаточно нагрет, чтобы изменить его свойства.
Состав металла сварного шва и условия, при которых он замерзает (затвердевает), значительно влияют на способность соединения удовлетворять эксплуатационным требованиям. При дуговой сварке металл шва состоит из присадочного материала и основного металла, который расплавился.После прохождения дуги происходит быстрое охлаждение металла шва. Однопроходный сварной шов имеет литейную структуру со столбчатыми зернами, проходящими от края ванны расплава до центра сварного шва. При многопроходной сварке эта литая структура может быть модифицирована в зависимости от конкретного свариваемого металла.
Основной металл, прилегающий к сварному шву, или зона термического влияния, подвергается ряду температурных циклов, и его изменение в структуре напрямую связано с максимальной температурой в любой заданной точке, временем воздействия и охлаждением. ставки.Типы основного металла слишком многочисленны, чтобы обсуждать здесь, но их можно сгруппировать в три класса: (1) материалы, не подверженные воздействию тепла сварки, (2) материалы, упрочненные в результате структурных изменений, (3) материалы, упрочненные процессами осаждения.
Сварка вызывает напряжения в материалах. Эти силы вызваны сжатием металла сварного шва и расширением, а затем сжатием зоны термического влияния. Не нагретый металл накладывает ограничения на вышеуказанное, и, поскольку преобладает усадка, металл сварного шва не может свободно сжиматься, и в соединении создается напряжение.Это обычно называется остаточным напряжением, и для некоторых критических применений оно должно сниматься термической обработкой всей конструкции. Остаточное напряжение неизбежно во всех сварных конструкциях, и если его не контролировать, произойдет искривление или деформация сварного соединения. Контроль осуществляется методами сварки, приспособлениями и приспособлениями, процедурами изготовления и окончательной термообработкой.
Существует большое разнообразие сварочных процессов. Некоторые из наиболее важных обсуждаются ниже.
.Системы и решения для электронно-лучевой сварки (EB)
Sciaky предлагает самый широкий в мире ассортимент систем EB-сварки
Электронно-лучевая сварка (EB) — отличный выбор для применений, содержащих тугоплавкие сплавы и разнородные материалы. Преимущества технологии EB-сварки включают высокую удельную мощность с очень низким общим тепловложением и, следовательно, минимальные искажения. Детали, сваренные методом ЭП, требуют минимум постсварочной обработки и термообработки, и, в отличие от других процессов сварки плавлением, ЭП не требует защитных газов.Качество сварки исключительное, а процесс чрезвычайно эффективен (обычно 95%), тщательно контролируется и полностью автоматизирован.
EB Сварочная техника дает следующие преимущества:
- Универсальность для сварки тонкой фольги с толстыми секциями (глубина проплавления более 2,5 дюймов)
- Многоосевое управление EB
- Высокое соотношение глубины и ширины
- Максимальное проникновение с минимальными искажениями
- Исключительная прочность сварного шва
- Инертная атмосфера (вакуум)
- Высокая точность и повторяемость практически без брака
Компания Sciaky на протяжении многих десятилетий является лидером в разработке и производстве систем для электронно-лучевой сварки.Мы с гордостью построили репутацию экспертов ЕВ на основе упорного труда и инноваций. Сварочный пистолет с внутренним перемещением EB от Sciaky — самый универсальный сварочный пистолет EB на рынке. Многокоординатное движение пистолета работает в половине объема камеры фиксированных / внешних систем пистолета, обеспечивает доступ к лучу для необычных конфигураций стыков и значительно упрощает сборку деталей. Для получения дополнительной информации о электронно-лучевой сварочной горелке Sciaky с внутренним перемещением щелкните здесь. Sciaky также предлагает сварочные горелки для внешней электронно-лучевой сварки.Для получения дополнительной информации о внешнем сварочном пистолете EB от Sciaky щелкните здесь.
Вот несколько примеров деталей, сваренных по технологии EB Sciaky:
- Сверхпроводящие резонаторы для физики высоких энергий
- Корпуса и агрегаты авиационных двигателей
- Компоненты и конструкции для военных самолетов
- Узлы бурового долота и трубы резервуаров для нефтяной / горнодобывающей промышленности Диафрагменные узлы для энергетики
- Коробки передач для автомобилей, грузовиков и внедорожников
На основе нашего партнерства с EVOBEAM GmbH из Германии, Sciaky предлагает самый широкий спектр систем и услуг для EB-сварки в отрасли.Чтобы ознакомиться с системами электронно-лучевой сварки Sciaky с большой камерой, щелкните здесь. Чтобы ознакомиться с системами электронно-лучевой сварки Sciaky со средней камерой, нажмите здесь. Чтобы познакомиться с системами электронно-лучевой сварки для малых камер Sciaky в рамках партнерства EVOBEAM, нажмите здесь.
Чтобы обсудить ваши требования к сварке со специалистом по сварке Sciaky, позвоните нам по телефону 877-450-2518.
.