Введение к работе
Актуальность темы. Электронно-лучевая сварка позволяет на современном уровне репать разнообразные технологические задачи, но расширение её применения одерживается сравнительно низкой воспроизводимостью качества формирования шва лри сварке металлов большой толщины а, в частности, нестабильностью глубины проплавлення при сварке стыков с неполным проплавленнем и формированием при этом рыхлог и несплошостёй в корне ива.
Шсдатря на большое . количество исследований по борьбе с нестабильностью глубины проплавлення проблема остаётся актуальной, т. к. природа этого явления изучена недостаточно, а сущест-. вувдио методы подавления пульсации глубины проплавлення требуют приманеній дорогостоящих и сложных в эксплуатации приборов.
Методы исследований. В процессе выполнения работы применялись аналитические расчеты, вибрационное воздействие на сварочную ванну, изучение макроилифов, регистрация тормозного рентгеновского излучения. Основной с'ъём исследований выполнен применительно к стали БСт 5 ей и алшиневому сплаву Діб толщиной до 20 мм.
Научная новизна. Установлена зависимость спектра частот гармоник собственных колебаний расплавленного металла в свароч-
ной вшпш от геометрии проплавлення, величины поверхностного натякання и плоііюсти расплавленного металла, а таїотз частой вибрационного воздействия.
Показана возможность управления форіяірованизм сварного пша, при ЭЛС путем вибрационного воздействия на сварочную ванну.
Установлена зависимость среднеквадратичного отклонения глубины проплавлення от его геометрии и скорости сварки.
Практическая ценность. Разработана методика выбора оптимальных параметров вибрационного воздействия на сварочную ванну с целью стабилизации глубины проплавлення и предотвращения образования несплошностей и рыхлот з корневых пиках; обоснована ш-тодика регистрации неравномерности глубины проплавлення по тормозному рентгеновскому излучению.
Реализация научно-технических результатов работы. Внедрение разработок, использующих «научные положения диссертации, позволило в условиях ГО "Лугансктепловоз" обеспечить требуе«!оэ качество сварных соединения при ЭЛС металлообрабатывающего инструмента с экономическим эффектом 15000 руб. (в ценах 1991г.).
Апробация работы. Основные материалы диссертации доіиіади-валнсь ка семинаре " Сварка н пайка в производстве аппаратуры и приборов", г. Пенза, апрель 1S92 г., на научно-технических конференциях Луганского машиностроительного института (1989) семинарах в ИЗО км. Е. 0." Патона АН Украины (1992), кафгдр сварочного производства Киевского политехнического института (1992) и Луганского машиностроительного института (1989, 1991, 1992).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы из-ложешю в 3 работах.
Струкрура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по главам, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Выполнена на ііб страницах машинописного текста, содержит 39 иллюстраций, 1 таблицу, 72 библиографические наименование, 2 страницы прило.тения.
Ро введении обоснованы актуальность реюаем. .1 проблемы, не-
обходимость изучения условия формирования сварного шза. Излояэны основные положения работы, выцосимыэ ка защиту.
.'І первой главе по опубликованным в научных изданиях работам рассмотрены природа нестабильности формирования ива при ЭЛС, известные методы повышения гидродинамической устойчивости сварочной ванны и способы регистрации неравномерности глубины проплавлення. Установлено, что причиной нестабильности формирования швз является неустойчивость на границе раздела жщкой и паровой фаз канала проплавлення, проявляющаяся в виде волнового течения расплавленного металла Показана целесообразность использования вероятностных методов при анализе гидродинамических явлений в сварочной ванне.
Ео второй главе разработана вероятностная математическая модель процесса формирования сварного шва при ЭЛС с глубинным проплавлением, описывающая динамику колебания расплава при вибрационном воздействии на сварочную ванну, и влияние волнообразования в ней на неравномерность глубины проплавлення. Получено выражение, позволяйте определить частоты гараоник собственных колебаний жидкой фазы сварочной ванны как функции геометрии проплавлення и физических свойств обрабатываемого материала Установлена зависимость пульсации глубины проплавлення от скорости сварки, глубины и радиуса канала проплавлення. Обоснована возможность повышения гидродинамической устойчивости сварочной ванны с одновременны!/ наложением механических вибрациий в процессе . сварки.
Третья глава посвящена разработке методики экспериментальной проверки модели is оценке её адекватк-'jm Достоверность вероятностной модели подтверждена согласованием теоретических результатов с экспериментальными по анализу частотных характеристик и величины пульсации глубины проплавлення. Оценены эффективность вибрационного воздействия с целью управления фоп-мировйииеч вза и границы применимости разработанной модели. Теоретически обоснована и вкспериментально апробирована методика
5 регистрации пульсации глубины проплавлення по тормозному рентгеновскому излучению.
В четвёртой главе описаны методика определения параметров вибрационного воздействия с целью управления формированием сварного шва и результаты промышленного использования научных разработок
Приложения содержат результаты промышленного внедрения разработок автора.