книги / Моделирование процессов испарения при электронно-лучевой сварке с динамическим воздействием на электронный луч

Таблица 3.17

Сопоставление рассчитанной и измеренной концентрации Mg в сварных соединениях

Погрешность расчетных результатов по сравнению с результатамирентгенофлуоресцентного анализа непревышает 6 %.

72

График на рис. 4.1 можно условно разбить на четыре области по оси Х. Первая область (от –0,02 до 0 м) – это основной металл. Вторая область (от 0 до 0,004 м) отвечает за процессы парообразования. В третьей области (от 0,004 до 0,01 м) существует жидкая сварочная ванна, а в четвертой области – закристаллизовавшийся сварной шов. Во второй области, где существуют парогазовые каналы, концентрация Mg падает с 0,058 до 0,048 отн. ед., что связано с интенсивным процессом испарения. Далее в жидкой сварочной ванне концентрация Mg возрастает за счет диффузионных процессов в жидкости, а в твердой фазе концентрация Mg выравнивается и становится постоянно равной 0,052 отн. ед. [155–158].

Определение влияния параметров режимов электронно-лучевой сварки

на химический состав сварных швов

Для исследования влияния параметров режима электрон- но-лучевой сварки с динамическим расщеплением электронного луча на химический состав сварного шва на алюминиевом сплаве АМг-6 выполнялись сварочные проходы с ранее определенными оптимальными режимами сварки (табл. 4.1). Далее были изготовлены макрошлифы по методике, описанной в гл. 2, и проведен рентгенофлюоресцентный анализ на энергодисперсионном рентгеновском флуоресцентном спектрометре EDX-800HS2 (Shimadzu, Япония) со следующими условиями анализа: атмосфера – вакуум, коллиматор размером 5 мм, рентгеновская трубка с родиевым анодом, напряжение на трубке 15 кВ, ток 100 мкА.

Исследование химического состава (табл. 4.2) экспериментально полученных зон проплавления осуществлялось по схеме, изображенной на рис. 4.2.

74

Таблица 4.2

Результаты химического анализа зон проплавления, полученных при сварочных проходах с оптимальными режимами электронно-лучевой сварки с динамическим расщеплением электронного луча

Примечание. В связи с небольшой глубиной проплавления (4 мм) при рентгенофлюоресцентном анализе зон проплавления, полученных на режимах 7, 8, удалось провести анализ только трех зон.

На рис. 4.3 приведены графические зависимости концентрации Mg от глубины проплавления.

Из полученных зависимостей видно, что в верхней части швов происходит более интенсивное истощение сплава магнием, чем в средней и корневой частях швов. Истощение сплава магнием при переходе от верхней части сварных швов к средней и корневой частям шва плавно снижается и достигает допусти-

мых значений (0,058–0,068).

Для швов, выполненных на режимах 1–3 (с глубиной проправления 10 мм), наблюдается зависимость концентрации магния от тока луча. С увеличением тока луча увеличивается истощение сплава магнием в верхней части швов примерно на 10 %. Однако для толщин 5 и 4 мм перепад концентрации магния по глубине сварного шва не наблюдается.

76

Таблица 4.3

Среднее содержания магния в сварных швах, полученных расчетным и экспериментальным путем

Из табл. 4.3 видно, что расчетное и экспериментально определенное содержание магния в металле сварных швов, полученных при электронно-лучевой сварке алюминиевого сплава АМг-6 с динамическим расщеплением электронного луча, отличаются не более чем на 4 %.

Для сравнения были исследованы образцы с нарушениями условий конусообразной формы, имеющими значения, не соответствующие Kf ~ 0,7 и Ks ~ 0,5.

На рис. 4.2 изображена макроструктура зон проплавления, полученных при сварочных проходах электронным лучом на режимах, приведенных в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Режимы электронно-лучевой сварки сплава АМг-6 с динамическим расщеплением электронного луча

Результаты химического анализа зон проплавления приведены в табл. 4.5.

78

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Зуев И.В., Рыкалин Н.Н., Углов А.А. Основы электрон- но-лучевой обработки материалов: учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 1978. – 239 с.

2.Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: справ. / Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов, И.В. Зуев, А.Н. Кокора. – М., 1985. – 496 с.

3.Назаренко О.К., Истомин Е.И., Локшин В.Е. Электроннолучеваясварка: учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 1966. – 127 с.

4.Электронно-лучевая сварка: учеб. пособие / О.К. Назаренко, А.А. Кайдалов, С.Н. Ковбасенко [и др.]; под ред. Б.Е. Патона. – Киев: Наук. думка, 1987. – 256 с.

5.Башенко В.В., Миткевич Е.А., Лопота В.А. Динамика поведения расплава в сварочной ванне при нагреве металла высококонцентрированным источником энергии // Материалы VIII Всесоюз. конф. по электронно-лучевой сварке. – М., 1983. – С. 86–94.

6.Башенко В.В., Мауер К.О. Импульсный характер потоков заряженных частиц из канала при электронно-лучевой сварке // Автоматическая сварка. – 1976. – № 8. – С. 21–23.

7.Патон Б.Е., Лесков Г.И., Нестеренков В.М. Динамические модели каналов проплавления при электронно-лучевой сварке // Автоматическая сварка. – 1988. – № 1. – С. 1–6.

8.Лесков Г.И., Нестеренков В.М. Потоки плазмы, тепловые и гидродинамические процессы в парогазовом канале при электронно-лучевой сварке металлов // Автоматическая сварка. – 1978. – № 6. – С. 27–30.

9.Механизмы влияния динамических процессов при высокоскоростной лазерной, лазерно-дуговой и электронно-лучевой сварке на формирование дефектов сварных швов / Г.А. Туричин, Е.А. Валдайцева, О.Г. Климова, Т. Хассель, А. Беньяш, Н. Мюррэй, Х.Ю. Майер// Сваркаи диагностика. – 2015. – № 3. – С. 23–27.

10.Особенности структуры металла сварных соединений при электронно-лучевой сварке разнородных материалов / О.Г. Климо-

80