Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2022
Идентификатор DOI: 10.31772/2712-8970-2022-23-2-296-304
Ключевые слова: electron-beam welding, modelling, technological parameters, software, optimisation, normal distribution law, электронно-лучевая сварка, моделирование, технологические параметры, программа, оптимизация, распределение энергии
Аннотация: В статье содержатся результаты, полученные авторами при исследовании возможности применения электронно-лучевой сварки (ЭЛС) для тонкостенных конструкций из алюминиевого сплава АД31. Сегодня ЭЛС подобных конструкций не используется вследствие отсутствия технологии. В настоящее время на производстве используются другие технологии соеПоказать полностьюдинения подобных конструкций, однако они имеют высокую себестоимость, причина которой объясняется высоким процентом брака. Предложенный авторами способ применения ЭЛС позволит существенно повысить качество соединения в тонкостенных конструкциях и воспроизводимость технологического режима сварки изделий. Авторы разработали технологическое решение представленной задачи, опираясь на многолетний опыт по использованию моделей тепловых процессов, сопровождаемых при электронно-лучевой сварке. В качестве предмета исследования предложено моделирование параметров электронно-лучевой сварки тонкостенных труб для волноводных трактов, изготавливаемых из алюминиевого сплава АД31. В статье приведены результаты математического моделирования технологических параметров при нагреве алюминиевого сплава источниками энергии, эквивалентными электронному пучку при ЭЛС. Анализ и оценка результатов моделирования проводилась с применением критерия оптимальности, разработанного авторами. В основе расчетов, выполненных авторами, применен функционал, использующий математические модели нагрева металла комплексным источником тепла, состоящим из подвижных мгновенных точечных и линейного источников энергии. В статье приведены результаты расчетов для пластины толщиной 0,12 см, которая соответствует опытным образцам, применяемых при изготовлении волноводных трактов. В результате путем изменения таких значений, как: ток пучка и скорость сварки, было получено распределение температуры на поверхности изделия в процессе ЭЛС, что показало, применимость моделирования для отработки нового технологического процесса. The article contains the results obtained by the authors in the study of the possibility of using electron beam welding (EBW) for thin-walled structures made of AD31 aluminum alloy. Today, EBW of similar designs are not used due to the lack of technology. Currently, other technologies for connecting similar structures are used in production, but they have a high cost, the reason for which is due to the high percentage of defects. The method of using EBW proposed by the authors will significantly improve the quality of the joint in thin-walled structures and the reproducibility of the technological mode of welding products. The authors have developed a technological solution to the presented problem, based on many years of experience in the use of models of thermal processes, accompanied by electron beam welding. As a subject of research, modeling of the parameters of electron-beam welding of thin-walled pipes for waveguide paths made of aluminum alloy AD31 is proposed. The article presents the results of mathematical modeling of technological parameters during heating of an aluminum alloy by energy sources equivalent to an electron beam during EBW. The analysis and evaluation of the simulation results was carried out using the optimality criterion developed by the authors. The calculations performed by the authors are based on functional using mathematical models of metal heating by a complex heat source consisting of moving instantaneous point and linear energy sources. The article presents the results of calculations for a plate with a thickness of 0.12 cm, which corresponds to prototypes used in the manufacture of waveguide paths. As a result, by changing such values as: beam current and welding speed, the temperature distribution on the surface of the product during the EBW process was obtained, which showed the applicability of modeling for developing a new technological process.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал
Выпуск журнала: Т. 23, № 2
Номера страниц: 296-304
ISSN журнала: 27128970
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный университет науки и технологий им. акад. М.Ф. Решетнева