Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40

Приведены результаты исследований по электронно-лучевой сварке полуфабрикатов из алюминиевых сплавов АМг6 и М40 толщиной 40…90 мм. Выбраны оптимальные режимы сварки, изучены свойства, микроструктурные особенности и твердость полученных соединений для горизонтальных и вертикальных швов. Разработана т...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2012
Автори:	Терновой, Е.Г., Бондарев, А.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2012
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Научно-технический раздел
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101152
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40 / Е.Г Терновой, А.А. Бондарев // Автоматическая сварка. — 2012. — № 4 (708). — С. 8-14. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101152
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1011522025-02-23T19:52:44Z Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40 Electron beam welding of thickwall shells of aluminium alloys AMg6 and M40 Терновой, Е.Г. Бондарев, А.А. Научно-технический раздел Приведены результаты исследований по электронно-лучевой сварке полуфабрикатов из алюминиевых сплавов АМг6 и М40 толщиной 40…90 мм. Выбраны оптимальные режимы сварки, изучены свойства, микроструктурные особенности и твердость полученных соединений для горизонтальных и вертикальных швов. Разработана технология электронно-лучевой сварки при изготовлении крупногабаритных толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов, прошедшая промышленную проверку. Results of investigations on electron beam welding of 40...90 mm thick semi-finished products of aluminium alloys AMg6 and M40 are given. Optimal welding parameters were selected. Properties, microstructural peculiarities and hardness of the resulting joints were studied for horizontal and vertical welds. The commercial EBW technology was developed and verified in fabrication of large-size thick-walled shells of the above alloys. 2012 Article Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40 / Е.Г Терновой, А.А. Бондарев // Автоматическая сварка. — 2012. — № 4 (708). — С. 8-14. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101152 621.791.72:669.715-413 ru Автоматическая сварка application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Терновой, Е.Г. Бондарев, А.А. Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40 Автоматическая сварка
description	Приведены результаты исследований по электронно-лучевой сварке полуфабрикатов из алюминиевых сплавов АМг6 и М40 толщиной 40…90 мм. Выбраны оптимальные режимы сварки, изучены свойства, микроструктурные особенности и твердость полученных соединений для горизонтальных и вертикальных швов. Разработана технология электронно-лучевой сварки при изготовлении крупногабаритных толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов, прошедшая промышленную проверку.
format	Article
author	Терновой, Е.Г. Бондарев, А.А.
author_facet	Терновой, Е.Г. Бондарев, А.А.
author_sort	Терновой, Е.Г.
title	Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40
title_short	Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40
title_full	Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40
title_fullStr	Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40
title_full_unstemmed	Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40
title_sort	электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов амг6 и м40
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Научно-технический раздел
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101152
citation_txt	Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40 / Е.Г Терновой, А.А. Бондарев // Автоматическая сварка. — 2012. — № 4 (708). — С. 8-14. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT ternovojeg élektronnolučevaâsvarkatolstostennyhobečaekizalûminievyhsplavovamg6im40 AT bondarevaa élektronnolučevaâsvarkatolstostennyhobečaekizalûminievyhsplavovamg6im40 AT ternovojeg electronbeamweldingofthickwallshellsofaluminiumalloysamg6andm40 AT bondarevaa electronbeamweldingofthickwallshellsofaluminiumalloysamg6andm40
first_indexed	2025-11-24T18:17:46Z
last_indexed	2025-11-24T18:17:46Z
_version_	1849696731830157312
fulltext	УДК 621.791.72:669.715-413 ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ СВАРКА ТОЛСТОСТЕННЫХ ОБЕЧАЕК ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ АМг6 И М40 Е. Г. ТЕРНОВОЙ, инж., А. А. БОНДАРЕВ, д-р техн. наук (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины) Приведены результаты исследований по электронно-лучевой сварке полуфабрикатов из алюминиевых сплавов АМг6 и М40 толщиной 40…90 мм. Выбраны оптимальные режимы сварки, изучены свойства, микроструктурные осо- бенности и твердость полученных соединений для горизонтальных и вертикальных швов. Разработана технология электронно-лучевой сварки при изготовлении крупногабаритных толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов, прошедшая промышленную проверку. К л ю ч е в ы е с л о в а : электронно-лучевая сварка, алюми- ниевые сплавы, обечайки, продольные и кольцевые соедине- ния, режимы сварки, свойства соединений, твердость, микроструктура, промышленная проверка Сопоставление технологических возможностей известных способов сварки плавлением показало, что наиболее перспективной при изготовлении крупногабаритных обечаек из алюминиевых спла- вов больших толщин является электронно-лучевая сварка (ЭЛС) [1, 2]. Для получения необходимых свойств соединений при ЭЛС следует задавать оптимальные параметры режима, размеры и ге- ометрию зоны проплавления, размеры зоны ра- зупрочнения и др. [3–9]. При ЭЛС сплавов АМг6 и М40 возможно сни- жение содержания элементов с высокой упру- гостью пара в металле шва, что приводит к сни- жению прочностных характеристик, образованию пористости и трещин в металле шва и околошов- ной зоне [10–14]. При этом авторы работ [1, 2, 5, 9] рекомендуют горизонтальное расположение электронного пучка, что способствует значитель- ному снижению дефектов в металле шва. Целью данной работы является разработка и промышленная проверка технологии ЭЛС коль- цевых и продольных стыков обечаек из алюми- ниевых сплавов АМг6 и М40 толщиной 40…90 мм, обеспечивающей заданные размеры зоны проплавления, формирование двухсторонне- го валика усиления и высокие свойства соеди- нений по всей толщине стыка. При выборе параметров режима, уровня заг- лубления фокального пятна и рабочего расстояния для максимального проплавления выполняли сварку образцов из сплавов АМг6 и М40 с нес- квозным проплавлением без сканирования пучка. Длина образцов составляла 500 мм, толщина — 40 мм. Образцы сваривали от источника питания ЭЛА 60/60 на установке УЛ-179 при остаточном давлении в камере 1,33⋅10–3 Па. Скорость сварки устанавливали на всех режимах постоянной, рав- ной 36 м/ч. Исходя из проведенных эксперимен- тов было выбрано рабочее расстояние 220 мм при заглублении фокального пятна от –10 до +20 мм. Оптимизацию режимов сварки со сквозным проплавлением проводили на плитах из сплава АМг6 размером 500×200×40 мм при скорости 18…85 м/ч пучком без отклонений и сканирующим пучком горизонтальных и вертикальных швов на подъем. Ток пучка в зависимости от скорости свар- ки варьировали в пределах 130…275 мА. При сварке образцов стыковых соединений применяли технологические круговую и попереч- ную развертки, а также дискретные развертки с регулируемым временем задержки пучка в точках его остановок [15, 16]. Траектории разверток вы- бирали в виде различных кривых второго порядка (круг, полукруг, эллипс, полуэллипс) и их ком- бинации с продольным или поперечным скани- © Е. Г. Терновой, А. А. Бондарев, 2012 Рис. 1. Формы и траектории разверток, применяемых при сварке образцов из алюминиевых сплавов: а, б — круговое и поперечное непрерывное сканирование; в–д — дискретное сканирование (A — амплитуда развертки; h — шаг дискрет- ного перемещения; 1, 16 и 3 — области переднего и заднего фронтов сварочной ванны с соответствующим (1 — мини- мальное, 16 — максимальное) тепловложением 8 4/2012 рованием (рис. 1), а форму и параметры контро- лировали осциллографом С1-83. Независимо от вида развертки или соотношения времени задержек пучка по траектории сканирования амплитуду раз- вертки поперек стыка стремились выдержать не- изменной при сварке одной толщины при всех тех- нологических вариантах и во всех пространствен- ных положениях соединений (рис. 2). Режимы свар- ки стыковых соединений сплавов АМг6 и М40 и их макрошлифы приведены в табл. 1. Оценку качества сварных соединений выпол- няли 100%-м контролем плотности соединений методом рентгеноскопии; измерением геометри- ческих размеров зоны проплавления и зоны термического влияния (ЗТВ) на поперечных мак- рошлифах; определением состава металла шва по основным легирующим составляющим методом локального спектрального анализа; исследовани- ем микроструктуры различных участков сварных соединений и распределением твердости; опре- Т а б л и ц а 1. Режимы сварки горизонтальным пучком вертикальных на подъем и горизонтальных швов плит из сплавов АМг6 и М40 Номер опыта Сплав Пространственное по- ложение сварки стыка Толщина плит, мм Ток пучка, мА Ток фокуси- ровки, мА Скорость сварки, м/ч Макрошлиф 1 АМг6 Горизонтальное 40 220 865 30 2 Вертикальное на подъем 60 275 895 20 3 » » 90 330 915 12 4* Горизонтальное 90 330 915 12 5* М40 Вертикальное на подъем 40 395 870 45 8 Горизонтальное 40 395 870 45 9 Вертикальное на подъем 50 365 822 25 10 » » 50 465 902 30 11 » » 50 365 870 36 12 » » 50 495 902 45 13 Горизонтальное 65 630 915 36 * Сварка сканирующим пучком с круговой разверткой. 4/2012 9 делением прочностных характеристик соедине- ний и их разбросом по толщине заготовок. Рентгеновский контроль соединений не выя- вил грубых дефектов в виде пор, трещин, неп- роваров или пустот в сварных швах. При выполнении горизонтальных швов на пли- те из сплава АМг6 наблюдается ярко выраженная структурная неоднородность по сечению шва, особенно в его нижней части (рис. 3). Наличие практически непрерывной цепочки вторичных фа- зовых выделений по слоям кристаллизации (рис. 3, в) приводит к значительной анизотропии свойс- тв по сечению стыка и большому разбросу их значений в пределах одной партии испытуемых образцов. При выполнении вертикальных соеди- нений на подъем плит из сплава М40 возможны дефекты в виде несплавленных полостей ближе к корню шва, а также микродефекты в металле ЗТВ в виде легкоплавких межзеренных прослоек, скоагулированных включений и подплавленных эвтектических фаз, способствующих обра- зованию отдельных микропор и рыхлот, приводящих к снижению ударной вязкос- ти по границе сплавления. При этом коэф- фициент прочности снижается до уровня 0,85σв основного металла (ОМ). Обработка и анализ результатов оценки соединений из сплавов АМг6 и М40 с па- раллельными границами зоны проплавле- ния свидетельствуют, что в этом случае достигается стабильное формирование швов по всей глубине независимо от тол- щины полуфабрикатов при ширине швов 5…8 мм и двухстороннем формировании валиков усиления (макрошлифы в табл. 1). Кроме того, в ходе механических испытаний соединений установлены их высокие свойства, а металлографические исследования металла шва и ЗТВ пока- зали, что при данном способе измельча- ются и стабилизируются размеры зерен в верхней, средней и корневой частях ме- талла шва, снижается содержание водоро- да и толщина выделений в межзеренных прослойках, уменьшаются размеры ЗТВ. Химические составы ОМ и металла шва полученных соединений из сплавов АМг6 (толщиной 40, 60 и 90 мм) и М40 (40, 50 и 65 мм) оказались идентичными для всех толщин. Так, сплав АМг6 со- держит (мас. %): 6,65…6,75 Mg; 0,55…0,59 Mn; основа Al, а сплав М40 — 5,0 Cu; 3,60…3,70 Mg; 0,43 Mn; основа Al. При этом потери магния на испарение в металле шва не превышали 0,02…0,04 %. Результаты механических испытаний полученных сварных соединений сплавов АМг6 и М40 для всех толщин свидетель- ствуют (табл. 2, 3) о том, что соединения отли- чаются высокой стабильностью показателей вре- менного сопротивления и ударной вязкости, а не- однородность свойств по всей толщине стыка практически отсутствует. Что особенно важно, так это то, что ударная вязкость соединений с над- резом Шарпи по середине шва на 15…20 % выше чем у ОМ и сохраняется практически на том же уровне при выполнении надреза на границе сплав- ления. Анализ микроструктуры соединений из сплава АМг6, выявленной реактивом Келлера, показал, что, помимо α-твердого раствора магния и мар- ганца, в алюминии присутствуют двойные и более сложные фазы, расположенные в виде тонких, иногда непрерывных цепочек по границам зерен в ОМ и между ветвями дендритов в металле шва (рис. 4). В нижней части соединений вследствие более высоких скоростей кристаллизации обра- зуются центральные дендриты, более разветвлен- Рис. 2. Макрошлифы стыковых соединений сплава АМг6 толщиной 60 мм, полученных с помощью разверток: а, б — соответственно неп- рерывное круговое и поперечное сканирование; в — дискретное круго- вое сканирование; г — дискретное U-образное сканирование; д — дискретное комбинированное сканирование (круг с поперечной развер- ткой); а, г — сварка горизонтальным пучком на вертикальной плоскос- ти; б, в, д — сварка горизонтальным пучком на подъем Рис. 3. Слоистая структурная неоднородность в сварном шве сплава АМг6 толщиной 90 мм, выполненном ЭЛС с круговой разверткой: а — макрошлиф соединения; б — макроструктура (×20) соединения в ниж- ней части шва; в — микроструктура (×300) шва на участке вторичных фазовых выделений 10 4/2012 ные по сравнению со структурой верхней части стыка. Дефекты в зоне сплавления, за исключе- нием единичных микропор, отсутствуют. При измерении твердости сварных соединений из сплава АМг6 толщиной 90 мм на приборе «Рок- велл» шариком 1 мм при нагрузке 600 Н на трех уровнях по сечению стыка не было установлено заметного уменьшения твердости ОМ (HRB 82…84) вплоть до границы сплавления. В верхней части стыка твердость металла шва составляет HRB 80 и незначительно увеличивается до HRB 82…83 в средней части шва, а ближе к обратному валику твердость снижается до HRB 79…80 (рис. 5). Выбор оптимальных режимов сварки стыковых соединений для сплава М40 выполняли на плитах толщиной 50 мм при скоростях 25, 30, 36 и 45 м/ч (см. табл. 1). Результаты измерения твердости показаны на рис. 6. Из рисунка видно, что снижение скорости сварки от 45 до 25 м/ч приводит к увеличению ЗТВ (с 9 до 13 мм на одну сторону, включая шов), но практически не меняет твердости металла шва на всех уровнях замеров. Кроме того, с помощью термообработки (искусственное старение) можно повысить твер- дость металла шва. Влияние скорости сварки на микроструктуру шва и околошовной зоны пока- зало, что снижение скорости сварки укрупняет структуру шва и эвтектических прослоек в ме- талле ЗТВ, хотя структура шва остается доста- точно мелкодисперсной и равноосной. Изучено влияние скорости сварки на рекристаллизацию ОМ. Металлографический анализ показал, что Т а б л и ц а 2. Механические свойства ОМ и сварных соединений плит из сплава АМг6, выполненных ЭЛС Номер образца Толщина ОМ и стыка, мм σв, МПа KCV, Дж/см2 Объект испытаниянадрез по середине шва надрез по границе шва 1 40 350...355 360 22...25 23 — ОМ, верхняя часть 2* 262...309 280 20...21 20 12...15 14 Стыковое соединение, дефекты в виде свищей 3* 313...324 324 23...26 25 15...17 16 Стыковое соединение, слоистая неоднородность 4 345...350 348 27...29 28 18...22 20 Стыковое соединение 5 60 346...352 350 18...19 18 — ОМ 6 335...340 340 25...27 27 18...22 21 Стыковое соединение 7 90 342...354 350 18...19 19 — ОМ 8 335...338 336 22...25 23 17...19 19 Стыковое соединение * Сварка круговым сканирующим пучком. Та б л и ц а 3. Механические свойства ОМ и сварных соединений плит из сплава М40, выполненных ЭЛС Номер образца Толщина ОМ и стыка, мм σв, МПа KCV, Дж/см2 Объект испытаниянадрез по середине шва надрез по границе шва 1 40 400...415 400 9,7...11,0 10,8 — ОМ 2* 313...322 320 3...6 5 5,0...5,6 5,0 Стыковое соединение 3 388...392 390 5,1...6,2 5,3 6,8...7,2 7,0 » » 4 50 410...420 415 9,8...11,5 10,5 — ОМ 5 365...375 370 7,6...8,5 7,9 6,9...7,8 7,1 Стыковое соединение * Сварка круговым сканирующим пучком. 4/2012 11 участок рекристаллизации ОМ при сварке на ско- рости 25 м/ч не превышает 4 мм. Микрострук- тура шва и околошовной зоны для стыкового со- единения из сплава М40 толщиной 50 мм, полу- ченного на скорости 45 м/ч, приведена на рис. 7. Как видно, снижение скорости сварки до 25 м/ч не влияет на изменение состава металла шва. Од- нако при этом наблюдается разупрочнение по гра- нице сплавления и снижение ударной вязкости в два раза по сравнению с ОМ. Повышение ско- рости до 45 м/ч и искусственное старение свар- ных соединений позволили повысить ударную вязкость в ЗТВ до 20 % по сравнению со ско- ростью 25 м/ч. В результате проведенных работ по ЭЛС по- луфабрикатов из алюминиевых сплавов АМг6 и М40 была разработана и проведена промышлен- ная проверка технологии сварки обечаек с коль- цевыми и продольными соединениями толщиной 40, 50, 60, 65 и 90 мм на ПО «Стрела» (г. Орен- бург). На рис. 8 показана обечайка с наружным диаметром 1250 мм, высотой 1500 мм и толщиной Рис. 4. Микроструктура (×160) характерных участков сварного соединения сплава АМг6 толщиной 40 мм: а — металл шва; б — зона сплавления; в — ОМ Рис. 5. Распределение твердости поперек сварных соединени- яй сплава АМг6 толщиной 90 мм (прокат), выполненных ЭЛС: а–в — уровни замеров твердости на расстоянии от поверхности плиты со стороны ввода пучка 10, 45, 80 мм соответственно; 1 — непрерывная круговая развертка (стык); 2, 3 — дискретное сканирование (2 — проплав; 3 — стык) Рис. 6. Распределение твердости в сварных соединениях спла- ва М40 толщиной 50 мм, выполненных ЭЛС: 1–3 — то же, что и на рис. 5 12 4/2012 стенки 50 мм из листового проката сплава М40 с продольным стыковым соединением, выпол- ненным ЭЛС, а на рис. 9 — обечайка с внут- ренним диаметром 800 мм, высотой 1700 мм и толщиной стенок 40, 60 и 90 мм с кольцевыми стыковыми соединениями из поковок сплава АМг6. 1. Бондарев А. А. ЭЛС, ее преимущества и основные поло- жения при разработке технологии сварки алюминиевых сплавов // Актуальные проблемы сварки цветных метал- лов: Докл. I Всесоюз. конф. по сварке легких, цветных и тугоплавких металлов и сплавов (Киев, 21–23 нояб. 1978 г.). — Киев: Наук. думка, 1980. — С. 106–110. 2. Бондарев А. А. Состояние техники и преимущества про- цесса электроннолучевой сварки конструкций из алюми- ниевых сплавов // Сварка алюминиевых сплавов крио- генного и общего назначения: Докл. материалов совет- ско-американского семинара (Ташкент, 17 окт. 1982 г.). — Киев: Наук. думка, 1984. — С. 10–19. 3. Свойства сварных соединений алюминиевых и магние- вых сплавов большой толщины, выполненных ЭЛС / Н. А. Ольшанский, А. С. Хохловский, Р, Ф. Балаян и др. // Актуальные проблемы сварки цветных металлов: Докл. II Всесоюз. конф. по сварке легких, цветных и ту- гоплавких металлов и сплавов (Ташкент, 17 окт. 1982 г.). — Киев: Наук. думка, 1985. — С. 164–166. 4. Писарский В. И. ЭЛС алюминиевых сплавов больших толщин // V Всесоюз. конф. по ЭЛС (Киев, 17–29 окт. 1975 г.). — Киев: Наук. думка, 1977. — С. 168–171. 5. Технология ЭЛС крупногабаритных конструкций из сплава АМг6 / А. А. Бондарев, Н. Г. Третяк, О. С. Кузь- менок и др. // Автомат. сварка. — 1978. — № 9. — С. 54–56. 6. Бондарев А. А., Третяк Н. Г. Влияние параметров режи- ма на размеры зоны проплавления и свойства соедине- ний при сварке плит из сплава 1201 электронным лучом // Актуальные проблемы сварки цветных металлов: Докл. I Всесоюз. конф. по сварке легких, цветных и ту- гоплавких металлов и сплавов (Киев, 21–23 нояб. 1978 г.). — Киев: Наук. думка, 1980. — С. 114–117. 7. Электроннолучевая сварка / О. К. Назаренко, А. А. Кай- далов, С. Н. Ковбасенко и др. — Киев: Наук. думка, 1987. — 256 с. Рис. 7. Микроструктуры (×160) различных участков сварного соединения сплава М40 толщиной 50 мм: а — металл шва; б — зона сплавления; в — ОМ Рис. 8. Внешний вид сварной обечайки из сплава М40 (а), обратного валика продольного шва (б) и микрошлиф соеди- нения (в) Рис. 9. Внешний вид сварной обечайки с переменной толщи- ной стенки из поковок сплава АМг6 (а) и макрошлиф соеди- нения (б) 4/2012 13 8. Хохловский А. С., Яхонтов С. А. Влияние гидродинами- ческих процессов в канале проплавления на качество сварных соединений при ЭЛС легких сплавов // Тр. Моск. энергет. ин-та. — 1980. — № 475. — С. 9–21. 9. Разработка технологии ЭЛС корпусов изделий из спла- ва АМг6 / Н. М. Воропай, А. А. Бондарев, Н. П. Иванов и др. // Свароч. пр-во. — 1972. — № 3. — С. 18–20. 10. ЭЛС сферических емкостей из алюминиевых сплавов / А. А. Бондарев, Н. М. Воропай, Д. М. Рабкин и др. // Ав- томат. сварка. — 1972. — № 5. — С. 44–47. 11. Зайцев В. И., Скороспелов В. В. Опыт изготовления свар- ных емкостей из жаропрочного алюминиевого сплава М40 // Актуальные проблемы сварки цветных металлов: Докл. I Всесоюз. конф. по сварке легких, цветных и ту- гоплавких металлов и сплавов (Киев, 21–23 нояб. 1978 г.). — Киев: Наук. думка, 1980. — С. 76–81. 12. Свариваемость алюминиевого сплава М40 / А. Я. Ищен- ко, В. Г. Игнатьев, А. Г. Чаюн и др. // Автомат. сварка. — 1979. — № 10. — С. 15–18. 13. Бондарев А. А., Рабкин Д. М. Испарение легколетучих элементов при ЭЛС алюминиевых сплавов // Там же. — 1974. — № 3. — С. 13–16. 14. Децик Н. Н. Особенности испарения легирующих эле- ментов шва при ЭЛС в промежуточном вакууме // Элек- тротехн. пром-сть. Сер. Электросварка. — 1980. — Вып. 4. — С. 1–4. 15. Бондарев А. А., Скрябинский В. В. Сварка алюминиевых сплавов с программированием распределения плотности мощности электронного пучка по пятну нагрева // Авто- матическое управление технологическим процессом электронно-лучевой сварки: Сб. науч. тр. — Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1987. — С. 52–58. 16. Система управления разверткой пучка при электронно- лучевой сварке / Ю. Н. Ланкин, А. А. Бондарев, Е. И. Довгодько, В. А. Дьяченко // Автомат. сварка. — 2009. — № 9. — С. 16–20. Results of investigations on electron beam welding of 40...90 mm thick semi-finished products of aluminium alloys AMg6 and M40 are given. Optimal welding parameters were selected. Properties, microstructural peculiarities and hardness of the resulting joints were studied for horizontal and vertical welds. The commercial EBW technology was developed and verified in fabrication of large-size thick-walled shells of the above alloys. Поступила в редакцию 23.09.2011 ПЛАЗМЕННО-ПОРОШКОВАЯ НАПЛАВКА КОМПОЗИЦИОННЫХ СПЛАВОВ НА БАЗЕ СФЕРИЧЕСКОГО РЕЛИТА Известно, что для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания, наиболее эффективно применение сплавов на основе литых карбидов вольфрама (далее релит). Несмотря на высокую стоимость они часто незаменимы, особенно в горнодобыва- ющей отрасли. Композиционные сплавы успешно применяют для наплавки таких деталей, как замки буровых труб, шарошки буровых долот, зубья дробилок и др. Однако наплавка таких сплавов явля- ется сложной технической задачей и сегодня, кроме печного способа, разработанного в ИЭС им. Е. О. Патона еще в 60-е годы прошлого столетия, другие технологии практически не применяют в странах СНГ. За рубежом для наплавки деталей горнодобывающего оборудования широко исполь- зуют плазменно-порошковую наплавку, а в качестве матрицы — мягкие легкоплавкие самофлюсу- ющиеся сплавы на основе никеля системы Ni–Si–B. Для этого используют специальные смеси порош- ков с соотношением матричного и армирующего порошков примерно 50% на 50% по массе. К сожа- лению, из-за сепарации порошков по удельному весу при наплавке наблюдается неравномерное рас- пределение частиц релита в наплавленном слое, что приводит к нарушению формирования и появ- лению дефектов в виде пор, трещин и т. д. ООО фирма «Плазма-Мастер Лтд» (г. Киев) разработала технологию и оборудование для плаз- менно-порошковой наплавки с раздельной подачей матричного и армирующего порошков. Подача порошков осуществляется с двух отдельных питателей, а смешивание происходит либо на входе либо непосредственно в самом плазмотроне (в зависимости от его конструкции). Управление пита- телями в рамках общего сварочного цикла производится контроллером PLC либо системой с ЧПУ (CNC). Это позволяет обеспечить равномерное распределение релита в наплавленном слое и легко регулировать соотношение матричного и армирующего порошков в нем. Последнее очень важно для деталей, в которых необходимо обрабатывать наплавленный слой для обеспечения определен- ного размера, например, деталей центробежных секционных насосов (см. 2-ю с. обложки). Поскольку заполнение наплавляемого металла релитом происходит снизу, то можно подобрать такое соот- ношение порошков, при котором припуск на механическую обработку будет состоять из одного матричного сплава, что существенно облегчает эту операцию. Компоновка оборудования и конструкции плазмотронов позволяют наплавлять как внутренние, так и наружные поверхности. Кроме никелевых сплавов, в качестве матричного материала перспективно использовать и специальные сплавы на основе железа. Опыт наплавки таких композиций показал, что они прекрасно формируются, более износостойкие и значительно дешевле. 14 4/2012

Электронно-лучевая сварка толстостенных обечаек из алюминиевых сплавов АМг6 и М40

Репозитарії

Схожі ресурси