Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2020
Идентификатор DOI: 10.31772/2587-6066-2020-21-2-266-273
Ключевые слова: electron-beam welding, modelling, technological parameters, electron beam, optimisation, normal distribution law, электронно-лучевая сварка, моделирование, технологические параметры, электронный пучок, оптимизация, распределение энергии
Аннотация: The energy distribution of the electron beam by means of application of various scanning paths, affects formation of the weld, which relates to the quality of the welded joints. Experimental studies, conducted by the authors of the article showed that scanning the electron beam in the form of a raster shape gives the best quality oПоказать полностьюf welded joints; therefore, the trajectories of a classical raster and a truncated raster are proposed for the electron beam welding process. When conducting research in this direction, the authors discovered the following regularity: with an increase in the scanning amplitude along the junction, the vapour-gas penetration channel transforms into a stable cavity, along the front wall of which the metal melts, and along the side walls it is transferred to the tail of the weld pool. The discovered effect of the formation of a penetration cavity is to be investigated in electron beam welding of various materials and thicknesses. For this the necessary equipment is to be created, allowing to make scanning in the form of various rasters. To improve the quality of the electron beam welding process, trajectories of a classical raster and a truncated raster across the joint are proposed. For these scanning trajectories, analytical expressions and families of calculated characteristics of the electron beam energy density distribution over the heating spot are obtained. Modulation of the electron beam oscillation in the form of a truncated raster across the junction makes it possible to obtain a two-humped distribution of the beam energy on the surface of the part along the heating spot. The obtained characteristics allow a more meaningful approach to optimizing the process of electron beam welding of various materials. Распределение энергии электронного пучка путем использования различных траекторий сканирования влияет на формирование сварного шва, что связано с качеством сварного соединения. Экспериментальные исследования авторов статьи показали, что наилучшее качество сварных соединений дает сканирование электронного пучка в виде растровой формы; поэтому для процесса электронно-лучевой сварки предложены траектории классического растра и усеченного растра. При исследовании в этом направлении авторами обнаружена следующая закономерность: при увеличении амплитуды сканирования вдоль стыка парогазовый канал проплавления трансформируется в устойчивую полость, по передней стенке которой происходит плавление металла, а по боковым стенкам - его перенос в хвостовую часть сварочной ванны. Обнаруженный эффект образования полости проплавления необходимо исследовать при электронно-лучевой сварке различных материалов и толщин. Для этого должна быть создана аппаратура, реализующая сканирование в виде различных растров. Для повышения качества процесса электронно-лучевой сварки предложены траектории классического и усеченного растра поперек стыка. Для этих траекторий сканирования получены аналитические выражения и семейства расчетных характеристик плотности распределения энергии электронного пучка по пятну нагрева. Моделирование форм осцилляции электронного пучка в виде усеченного растра поперёк стыка даёт возможность получить двугорбое распределение энергии пучка на поверхности детали по пятну нагрева. Полученные характеристики позволяют более осмысленно подходить к оптимизации процесса электронно-лучевой сварки различных материалов. (Русскоязычная версия представлена по адресу https://vestnik.sibsau.ru/articles/?id=677)
Журнал: Сибирский журнал науки и технологий
Выпуск журнала: Т. 21, № 2
Номера страниц: 266-273
ISSN журнала: 25876066
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный университет науки и технологий им. акад. М.Ф. Решетнева