RU2644491C2 - Method of electron-beam welding of titanium alloy ring compounds - Google Patents
Method of electron-beam welding of titanium alloy ring compounds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644491C2 RU2644491C2 RU2016118569A RU2016118569A RU2644491C2 RU 2644491 C2 RU2644491 C2 RU 2644491C2 RU 2016118569 A RU2016118569 A RU 2016118569A RU 2016118569 A RU2016118569 A RU 2016118569A RU 2644491 C2 RU2644491 C2 RU 2644491C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welded
- welding
- electron beam
- edges
- electron
- Prior art date
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 206010016717 Fistula Diseases 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003890 fistula Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/02—Control circuits therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
- B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу электронно-лучевой сварки (ЭЛС) кольцевых швов в вакууме титановых сплавов, в частности к ЭЛС с применением развертки электронного луча.The invention relates to a method of electron beam welding (ELS) of annular welds in a vacuum of titanium alloys, in particular to an ELS using an electron beam scan.
Известна технология сварки с полным проплавлением свариваемого стыка («Электронно-лучевая сварка», под редакцией академика Б.Е. Патона, академия наук Украинской ССР, институт электросварки им. Е.О. Патона, 1987, стр. 57-62).Это наиболее надежный и простой способ, позволяющий исключить корневые дефекты, уменьшить вероятность образования пор и раковин, свести к минимуму условия деформации.Known welding technology with full penetration of the welded joint ("Electron beam welding", edited by academician B.E. Paton, Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, Institute of Electric Welding named after E.O. Paton, 1987, pp. 57-62). This the most reliable and easiest way to eliminate root defects, reduce the likelihood of pores and shells, and minimize deformation conditions.
Недостатком данного способа является возможность вытеснения металла во внутреннею полость, попадание электронного луча (ЭЛ), проходящего сквозь стык, на обратную поверхность детали.The disadvantage of this method is the possibility of displacing the metal into the internal cavity, hit by an electron beam (EL) passing through the joint, on the back surface of the part.
Известен способ электронно-лучевой сварки труб, при котором сварку выполняют с колебаниями электронного луча поперек и вдоль стыка. Данный способ обеспечивает уменьшение объема сварочной ванны, что исключает провисание сварного шва, образование прожогов и свищей, облегчает настройку ЭЛ на свариваемый стык за счет использования развертки (Патент №2259906, МПК B23K 15/04).A known method of electron beam welding of pipes, in which welding is performed with oscillations of the electron beam across and along the joint. This method provides a reduction in the volume of the weld pool, which eliminates the sagging of the weld, the formation of burns and fistulas, facilitates the adjustment of EL to the welded joint by using a reamer (Patent No. 2259906, IPC B23K 15/04).
Недостатком известного способа ЭЛС является использование сфокусированного пятна нагрева, формирование узкого парогазодинамического канала, приводящего к разбрызгиванию свариваемого металла. Кроме того, стыковое соединение без подкладного элемента не исключает попадания электронного луча на внутренние поверхности деталей.The disadvantage of this method of ELS is the use of a focused heating spot, the formation of a narrow vapor-gas-dynamic channel, leading to spraying of the weld metal. In addition, a butt joint without a liner does not preclude the electron beam from entering the internal surfaces of the parts.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ ЭЛС труб, при котором на боковой поверхности одной из труб выполняется кольцевой выступ с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника. Торцы на конце труб срезаются под углом и стыкуются. Затем за один оборот стыка выполняется сварка концентрированным лучом. Данный способ удешевляет процесс ЭЛС толстостенных труб за счет отказа от применения присадки, а также повышает прочностные и коррозионные свойства (Патент №2285599, МПК B23K 31/02, B23K 15/02, B23K 33/00, B23K 101/06).The closest analogue of the claimed invention is a method of ELS pipes, in which an annular protrusion with a cross section in the form of an isosceles triangle is made on the lateral surface of one of the pipes. The ends at the end of the pipes are cut at an angle and joined. Then, in one revolution of the joint, welding with a concentrated beam is performed. This method reduces the cost of the ELS process of thick-walled pipes due to the rejection of the additive, and also increases the strength and corrosion properties (Patent No. 2285599, IPC B23K 31/02, B23K 15/02, B23K 33/00, B23K 101/06).
Однако т.к. при сварке используется концентрированный электронный луч, происходит разбрызгивание свариваемого металла и его попадание во внутренние полости сборочной единицы, что при условии недоступности зачистки по внутреннему контуру соединения является недопустимым.However, since when welding, a concentrated electron beam is used, the welded metal is sprayed and gets into the internal cavities of the assembly unit, which, provided that stripping is not available along the internal contour of the connection, is unacceptable.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является получение плавного формирования обратного валика и исключение попадания продуктов сварки во внутренние полости изделия, а электронного луча - на поверхности деталей за сварным соединением, повышение качества кольцевого сварного соединения.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to obtain a smooth formation of the reverse roller and to prevent the ingress of welding products into the internal cavities of the product, and the electron beam on the surface of the parts behind the welded joint, improving the quality of the ring welded joint.
Данный технический результат достигается с помощью электронно-лучевой сварки кольцевых соединений титановых сплавов. Способ включает подготовку кромок под сварку, сборку их встык, плавление электронным лучом свариваемого стыка. Подготовку кромок выполняют с обеспечением радиального зазора между подкладным элементом и свариваемым стыком. Причем зазор образован предварительной проточкой стыкуемых деталей, а подкладным элементом служит часть одной из стыкуемых деталей после ее проточки.This technical result is achieved by electron beam welding of ring compounds of titanium alloys. The method includes preparing the edges for welding, assembling them end-to-end, melting the welded joint with the electron beam. The preparation of the edges is carried out with a radial clearance between the backing element and the welded joint. Moreover, the gap is formed by a preliminary groove of the joined parts, and a part of one of the joined parts after its groove serves as a backing element.
Затем осуществляют электронно-лучевую сварку, используя круговую развертку пучка. При этом острый фокус электронного луча находится выше поверхности свариваемого изделия. Величина зазора между свариваемыми кромками и подкладным элементом составляет от 0,5 до 1 толщины свариваемого стыка в). Электронный пучок с круговой разверткой фокусируют выше поверхности изделия на расстоянии от поверхности свариваемых кромок до точки острой фокусировки луча не менее 2 и не более 3 толщин свариваемого стыка.Then carry out electron beam welding using a circular scan of the beam. In this case, the sharp focus of the electron beam is located above the surface of the welded product. The gap between the welded edges and the backing element is from 0.5 to 1 thickness of the welded joint c). The electron beam with a circular scan focus above the surface of the product at a distance from the surface of the welded edges to the point of sharp focus of the beam of not less than 2 and not more than 3 thicknesses of the welded joint.
Использование развертки электронного луча позволяет расширить корневую часть сварочной ванны. Перефокусировка луча и, как следствие этого, расширение сварочной ванны и уменьшение давления в канале плавления исключают выход концентрированного электронного луча во внутреннюю полость изделия.Using the sweep of the electron beam allows you to expand the root of the weld pool. Refocusing the beam and, as a consequence of this, expanding the weld pool and reducing the pressure in the melting channel preclude the exit of the concentrated electron beam into the internal cavity of the product.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображено свариваемое соединение, на фиг. 2 - расположение точки острой фокусировки луча.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a weldable joint; FIG. 2 - location of the point of sharp focus of the beam.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Кольцевое соединение собирают без разделки кромок и с зазором не более 0,1 мм. Под свариваемым стыком располагается подкладной элемент, который исключает образование технологического непровара и обеспечивает возможность плавного формирования корневого валика. Подкладным элементом служит предварительно проточенная часть одной из стыкуемых деталей. Размер зазора между свариваемыми кромками и подкладным элементом а) определен опытным путем для исключения влияния подкладного элемента на формирование сварочной ванны.An annular joint is assembled without cutting edges and with a gap of not more than 0.1 mm. Under the welded joint there is a backing element, which eliminates the formation of technological lack of penetration and provides the possibility of smooth formation of the root bead. A pre-machined part of one of the joined parts serves as a backing element. The size of the gap between the welded edges and the underlay element a) is determined empirically to exclude the influence of the underlay element on the formation of the weld pool.
Сварку собранного стыка выполняют электронным пучком с использованием развертки по окружности с частотой 600-800 Гц. При этом острый фокус находится над поверхностью изделия, что позволяет обеспечить плавное формирование корневого валика (проплава). Расстояние фокусировки луча h для оптимального соединения определено также опытным путем.Welding of the assembled joint is performed by an electron beam using a circular scan with a frequency of 600-800 Hz. In this case, a sharp focus is located above the surface of the product, which allows for smooth formation of the root bead (melt). The beam focusing distance h for optimal connection was also determined empirically.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
На промышленной электронно-лучевой установке ЭЛУ-9 с технологической аппаратурой ЭЛТА 60/15 выполняют сварку деталей, например, из титанового сплава ВТ6-С. Свариваемый диаметр 25,5 мм, толщина стыкуемой кромки 2,7 мм.Welding of parts, for example, of VT6-S titanium alloy, is performed on an ELU-9 industrial electron-beam installation with ELTA 60/15 technological equipment. The welded diameter is 25.5 mm, the thickness of the joined edge is 2.7 mm.
Устанавливают следующие параметры сварки: Uсв.=60 кВт, Iсв.=12 мА, Vсв.=17 м/ч, развертка луча ∅1,0 мм с частотой 800 Гц. После сварки выполняют контроль качества сварного соединения:Set the following welding parameters: U St. = 60 kW, I St. = 12 mA, V St. = 17 m / h, beam scan ∅1.0 mm with a frequency of 800 Hz. After welding, quality control of the welded joint is performed:
- способом визуально измерительного контроля (ВИК);- a method of visually measuring control (VIC);
- рентгеноконтролем;- x-ray control;
- испытанием на прочность водой;- water strength test;
- испытанием на герметичность воздухом в аквариуме;- air tightness test in an aquarium;
- испытанием на проницаемость воздушно-гелиевой смесью (ВГС).- permeability test with air-helium mixture (HCV).
По результатам испытаний качество сварного соединения соответствует установленным требованиям.According to the test results, the quality of the welded joint meets the established requirements.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить плавное формирование обратного валика, исключить попадание продуктов сварки во внутренние полости изделия, а электронного луча - на поверхности деталей за сварным соединением, тем самым повысить качество кольцевого сварного соединения.Thus, the present invention allows to obtain a smooth formation of the reverse roller, to prevent the ingress of welding products into the internal cavities of the product, and the electron beam on the surface of the parts behind the welded joint, thereby improving the quality of the ring welded joint.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016118569A RU2644491C2 (en) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | Method of electron-beam welding of titanium alloy ring compounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016118569A RU2644491C2 (en) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | Method of electron-beam welding of titanium alloy ring compounds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016118569A RU2016118569A (en) | 2017-11-16 |
| RU2644491C2 true RU2644491C2 (en) | 2018-02-12 |
Family
ID=60328298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016118569A RU2644491C2 (en) | 2016-05-12 | 2016-05-12 | Method of electron-beam welding of titanium alloy ring compounds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2644491C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2708724C1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-12-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (НИ ТГУ) | Method of electron-beam welding of annular connection of thin-wall shell with cylindrical cover, made of high-strength aluminum alloys |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0332476A (en) * | 1989-06-29 | 1991-02-13 | Mitsubishi Motors Corp | Structure of electron beam weld zone |
| RU2285599C1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" | Tube electron-beam welding method |
| RU2448821C1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-04-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") | Method of welding by electronic beam |
| CN105014293A (en) * | 2015-07-17 | 2015-11-04 | 西安航空动力股份有限公司 | Welding lap joint structure and method for thin-wall pipes |
| JP2016003734A (en) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | Ntn株式会社 | Outer joint member of constant velocity universal joint, and outer joint member |
-
2016
- 2016-05-12 RU RU2016118569A patent/RU2644491C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0332476A (en) * | 1989-06-29 | 1991-02-13 | Mitsubishi Motors Corp | Structure of electron beam weld zone |
| RU2285599C1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" | Tube electron-beam welding method |
| RU2448821C1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-04-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ МЭИ") | Method of welding by electronic beam |
| JP2016003734A (en) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | Ntn株式会社 | Outer joint member of constant velocity universal joint, and outer joint member |
| CN105014293A (en) * | 2015-07-17 | 2015-11-04 | 西安航空动力股份有限公司 | Welding lap joint structure and method for thin-wall pipes |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2708724C1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-12-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (НИ ТГУ) | Method of electron-beam welding of annular connection of thin-wall shell with cylindrical cover, made of high-strength aluminum alloys |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016118569A (en) | 2017-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2012011465A (en) | Hybrid laser arc welding process and apparatus | |
| DK2954969T3 (en) | MULTI-ELECTRODE ELECTROGAS ELECTROGAS WELDING PROCEDURE FOR THICK STEEL PLATES AND MULTI-ELECTRODE ELECTROGAS PERFERENCE ARC WELDING PROCEDURE FOR STEEL | |
| CN105643103A (en) | Laser lap welding method for galvanized steel sheet | |
| US20130136940A1 (en) | Welding system, welding process, and welded article | |
| CN105728963A (en) | Repair welding technology for grey cast iron | |
| JP2014018804A (en) | One side welding method | |
| US9221121B2 (en) | Welding process for welding three elements using two angled energy beams | |
| RU2706988C1 (en) | Method of multilayer hybrid laser-arc welding of steel clad pipes | |
| RU2644491C2 (en) | Method of electron-beam welding of titanium alloy ring compounds | |
| JP2017124422A (en) | Laser-arc hybrid welding method | |
| RU2679858C1 (en) | Method of hybrid laser-arc welding of steel thick-walled structures | |
| US10688594B2 (en) | Fuel supply pipe assembly device | |
| US6180918B1 (en) | Method for making a welded joint | |
| RU2635637C1 (en) | Method of electron-beam welding of parts | |
| RU2285599C1 (en) | Tube electron-beam welding method | |
| RU2708724C1 (en) | Method of electron-beam welding of annular connection of thin-wall shell with cylindrical cover, made of high-strength aluminum alloys | |
| JP6213332B2 (en) | Hot wire laser combined welding method for thick steel plate | |
| RU2684735C1 (en) | Method for hybrid laser-arc welding of steel pipes with outer layer of plating | |
| RU2668625C1 (en) | Formulated pipe stock butt joint laser-arc welding with consumable electrode method in an atmosphere of shielding gas | |
| RU2617807C1 (en) | Method of diffusion welding of tube titan-stainless steel adaptors | |
| RU2668648C2 (en) | Method of electron beam welding | |
| RU2766615C1 (en) | Method for electron beam welding of thin-walled tubular parts | |
| RU2542938C2 (en) | Welding of lapping joints of different metals | |
| CN114406470B (en) | Dual-beam laser welding method for exhaust pipe barrel and flange | |
| EA028399B1 (en) | Method for laser welding of parts made of dissimilar metals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190905 |