Повышение качества сварных соединений путем высокотемпературного отжига

Технология и мехатроника в машиностроении

му управления, основанную на регистрации изменения вертикальной составляющей магнитного поля над заваренным участком.

В качестве датчика магнитного поля может быть использован феррозонд [3], который в сравнении с датчиком Холла обладает большей чувствительностью к слабым магнитным полям и позволяет реализовать систему на несущей частоте. Датчик, закрепленный на электронно-лучевой пушке, установлен над заваренным участком стыка. Ось чувствительности феррозонда ориентирована в плоскости стыка, проходящей через электронный луч параллельно стыку и перпендикулярно свариваемым поверхностям.

Применение измерительного устройства с ферро-зондовым датчиком позволяет определить фактическую величину и направление отклонения электронного луча относительно стыка свариваемого изделия по изменению параметров магнитного поля тока в свариваемых деталях и осуществлять тем самым управление положением электронного луча при ЭЛС, что имеет немаловажное значение при сварке разнородных материалов.

Библиографические ссылки

1. Рабкин Д. М., Рябов В. Р. Сварка разнородных металлов. М. : Техника, 1975.

2. Гончаров А. Л., Слива А. П., Портнов М. А., Терентьев Е. В., Грибков М. С. Исследование сварных соединений разнородных сталей деталей магнитопро-вода, выполненных ЭЛС // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2013. Т. 15, № 4.

3. Браверман В. Я., Белозерцев В. С., Вейсвер Т. Г. Устройство для автоматического слежения за стыком при электронно-лучевой сварке // Вестник СибГАУ. 2011. Вып. 5(38).

References

1. Rabkin D. M., Ryabov V. R. Svarka raznorodnyh metallov. M. : Tehnika, 1975.

2. Goncharov A. L., Sliva A. P., Portnov M. A., Terentyev E. V., Gribkov M. S. Issledovanie svarnyh soedineniy raznorodnyh staley detaley magnitoprovoda, vypolnennyh ELS // Vestnik PNIPU. Mashinostroenie, materialovedenie. 2013. T. 15. № 4.

3. Braverman V. Ya., Belozertzev V. S., Veisver T. G. Ustrojstvo dlya avtomaticheskogo slegenya za stykom pri electronno-luchevoj svarke // Vestnik SibGAU. 2011. Vyp. 5(38).

© Орешенко Т. Г., Морозов М. Ю., 2014

УДК 621

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПУТЕМ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОТЖИГА

Т. Г. Орешенко, А. Б. Селиванов, М. А. Панфилов

ОАО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29

E-mail: veisver@mail.ru

Описан способ повышения качества сварных соединений деталей из алюминиевых сплавов путем высокотемпературного отжига в защитной атмосфере.

Ключевые слова: электронно-лучевая сварка, высокотемпературный отжиг, околошовная зона.

IMPROVING THE WELDED JOINTS QUALITY BY HIGH-TEMPERATURE ANNEALING

T. Oreshenko, A. Selivanov, M. Panfilov

JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant» 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: veisver@mail.ru

A method to improve the welded joints quality by high-temperature annealing in shielding atmosphere is described. Keywords: electron-beam welding, high-temperature annealing, heat-affected zone.

В сварных конструкциях изделий аэрокосмической техники в качестве основного материала используется алюминиевый сплав АМг6. Этот выбор обусловлен его высокими прочностными и антикоррозионными свойствами, малым удельным весом, а также хорошей свариваемостью. Основным недостатком сплава АМг6 является его повышенная склонность к образованию различного рода несплошностей в процессе сварки.

Попытки выявить причины возникновения пористости в околошовной зоне сварных соединений из сплава АМг6 и влияние газов газонасыщения деталей из этого сплава в процессе технологических операций на ее появление приводились еще в 1970-х годах [1]. Однако до настоящего времени основным дефектом, влияющим на уровень качества сварных соединений из сплава АМг6 является пористость, особенно в око-

Решетневскуе чтения. 2014

лошовной зоне круговых швов вварных элементов 060 мм и 070 мм (60 % дефектов, встречающихся на электронно-лучевых швах, - пористость) [2].

Так, например, при ЭЛС переходников обнаруживалась пористость по переходной зоне, не соответствующая требованиям нормативной документации. Эта пористость может быть обусловлена как влиянием различных технологических факторов, таких как: присутствие на кромках свариваемых деталей остатков смазочно-охлаждающей жидкости, неблагоприятное направление волокна относительно стыка в районе сварного шва, так и качеством поставляемых полуфабрикатов. Применение сплава АМг6 для изготовления сварных конструкций к значительному снижению пористости в околошовной зоне сварных круговых швов, выполненных ЭЛС, не привело.

С 2010 г. по настоящее время проводился ряд исследований по выявлению причин образования мелкой пористости по переходной зоне круговых сварных швов малого диаметра 060 мм и 070 мм со стороны вварных элементов на сборочных единицах. Целю этих исследований являлось выявление причин появления пористости и определение способа ее устранения, в том числе влияния применяемых при ме-хобработке вварных элементов СОЖ и неблагоприятного направления волокна относительно стыка в районе сварного шва на появление пористости, влияние состояния структуры и качества поставляемых полуфабрикатов из сплава АМг6 различных плавок на появление пористости (определение содержания № и А12О3, контроль структуры по макрошлифам, проверка чистоты металла технологической «пробой на нагрев»), влияние термообработки заготовок и деталей из сплава АМг6 в контролируемой защитной атмосфере на устранение пористости, влияние высокотемпературного отжига на механические свойства полуфабрикатов из сплава АМг6 и газосодержание, а также выявление плавок полуфабрикатов и партий деталей, неблагоприятных по пористости при ЭЛС.

Анализ отечественной и зарубежной информации показал, что для уменьшения пористости в процессе изготовления деформируемых алюминиевых сплавов

применяют различного рода термообработки, направленные на уменьшение газосодержания в сплавах.

Наиболее приемлемым по технической сущности является способ термообработки американской фирмы АЛКОЛ, заключающийся в нагреве полуфабрикатов из алюминиевых сплавов в атмосфере с содержанием кислорода не более 0,2 % и точкой росы - 70 °C в интервале температур 480-520 °С.

Электронно-лучевая сварка сборочных единиц содержащих вварные элементы, прошедшие отжиг в среде аргона (нагрев до температуры 430° ± 10 °С и выдержка в течение 90 мин, охлаждение до температуры 310±15 °С и выдержка в течение 60 мин, охлаждение до комнатной температуры, отжиг выполняется с продувкой аргоном 12-16 л/мин), подтвердила эффективность предложенного способа термообработки для устранения пористости в околошовной зоне сварных круговых швов вварных элементов и обеспечила выполнение требований КД.

Таким образом, с целью повышения качества исходного материала и устранения пористости в круговых швах вварных элементов предлагается ввести перед сваркой высокотемпературный отжиг заготовок и деталей из сплава АМг6 в защитной контролируемой атмосфере.

Библиографические ссылки

1. Добаткин В. И., Габидуллин Р. М. Газы и окислы в алюминиевых деформируемых сплавах. М. : Металлургия, 1976.

2. Рабкин Д. М. Металлургия сварки плавлением алюминия и его сплавов. Киев : Наукова думка, 1986.

References

1. Dobatkin V. I., Gabidullin R. M. Gazy I okisly v aluminievyh deformiruemyh splavah, M. : Metallurgiya, 1976.

2. Rabkin D. M. Metallurgiya svarki plavleniem aluminiya I ego splavov. Kiev : Naukova dumka, 1986.

© Орешенко Т. Г., Селиванов А. Б., Панфилов М. А., 2014

УДК 621.9.048.7

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ ЕДИНИЧНОЙ ЛУНКИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Д. В. Панов, С. А. Кочергин, Б. П. Саушкин

ФГУП «Научно производственное объединение «Техномаш» Российская Федерация, 127018, г. Москва, 3-й проезд Марьиной Рощи, 40 E-mail: tec240@gmail.com

Представлены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие физическую модель механизма формирования единичной лунки на поверхности коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т и титанового сплава ВТ1-0 при лазерной микрообработке импульсным излучением волоконного лазера.

Ключевые слова: волоконный лазер, импульсное излучение, плотность мощности, глубина лунки, высота валика.