Курсовая работа: Выбор способа сварки диафрагменной лопатки паровой турбины

9. Частота автоколебаний: f»V_св /d.

4. Исследование влияния основных параметров сварки на форму шва и качество сварного соединения

Влияние тока электронного луча на глубину проплавления металла

С целью определения зависимости величины сварочного тока от толщины соединяемых деталей была проведена серия экспериментов. Сварку выполняли с помощью электронно-лучевой установки «Луч-4» на образцах из нержавеющей стали. Полученные зависимости при разных скоростях сварки и при общих остальных параметрах (U = 30 кВ, l = 100 мм, Iф = 100мА).

Из представленных графиков можно сделать вывод, что при увеличении тока электронного луча, глубина проплавления тоже увеличивается.

Влияние удельной мощности электронного луча на геометрию зоны проплавления

В связи с тем, что энергетический баланс процесса электронно-лучевой сварки близок к аналогичному балансу при дуговой сварке, связь параметров электронного луча с характеристиками зоны проплавления можно дать в виде уравнения для секундного объема плавления металла:

0,24 IUh_и h_т = rVF_пр S_м , (1)

где F_пр – площадь проплавления,см² ; S_м = (сТ_пл + L_пл ) – теплосодержание жидкого металла при температуре плавления, кал/г.

Из этого уравнения следует, что чем выше погонная энергия Q = 0,24 IU/V, тем больше площадь проплавления. Это действительно справедливо для процесса дуговой сварки, который в большинстве случаев осуществляется при q₂ <q₂ ^* . Для электронно-лучевой сварки экспериментально установлено, что обобщенный параметр – погонная энергия Q не является определяющим при количественной оценке процесса. При постоянной погонной энергии можно получить глубину проплавления и 15 и 2 мм. Этот факт следует считать естественным, так как образование кинжального проплавления при электронно-лучевой сварке определяется не только количеством введенной энергии, но, и ее плотностью.

Эффективность процесса проплавления металла электронным лучом определяется величиной теплового КПД h_пр = h_и h_т , где h_и – эффективный; h_т – термический КПД. Величина эффективного КПД h_и при воздействии луча с образованием канала в веществе практически приближается к единице. При оценке эффективности процесса проплавления существенную роль играет величина термического КПД.

Для использования в инженерных расчетах в уравнениях (1) должна быть учтена удельная мощность электронного луча q_2. С этой целью произведены эксперименты по электронно-лучевой сварке с постоянной погонной энергией, но разной степенью фокусировки (разной удельной мощностью). Сварку выполняли с помощью электронно-лучевой установки ЭЛУ-9Б с электронной пушкой ЭП-60/10М на образцах из нержавеющей стали размером 500 х 80 х 20 мм.

В первой серии опытов образцами служили две пластины толщиной 10 мм каждая, сварку выполняли встык с зазором. Во второй серии в качестве образцов использовали пластины толщиной 20 мм.

В процессе сварки через каждые 60 мм длины шва изменяли фокусировку электронного луча на 4 мА в диапазоне токов фокусировки от 76 до 100 мА. Таким образом, концентрация мощности при постоянной погонной энергии в процессе наложения сварного шва постепенно увеличивалась, а после достижения максимума уменьшалась. Рабочее расстояние сохранялось постоянным h = 90 мм (см. табл. 3).

Анализ макрошлифов и очертаний зон проплавления показал, что при постоянном значении погонной энергии можно в широком диапазоне изменять геометрию проплавления с помощью только одного параметра режима сварки – степени фокусировки электронного луча. При этом очертание зоны проплавления изменялось от полукруглого до кинжального, а при больших отрицательных значениях степени фокусировки переходило в «клыкообразное». Опыт показал также, что максимуму глубины проплавления соответствует минимальная ширина шва. Зависимость глубины проплавления Н от степени фокусировки электронного луча DI_ф приведена на рис. 5. Под степенью фокусировки DI_ф понимают алгебраическую разность токов магнитной линзы при сварке и фокусировке на малом токе луча (2–4 мА): DI_ф = ±(I_ф – I₀ ) – За нулевую точку отсчета принят ток фокусировки I_ф = 88 мА.

Характер кривой Н= f (DI_ф ) (рис. 4) Н, свидетельствует, что степень фоку – мм сиповки, соответствующая максимальному проплавлению на данном режиме, зависит от тока луча: с уменьшением тока луча до величины, обеспечивающей максимальное проплавление, DI_ф стремится к нулю.

Таблица 3. Характеристика экспериментальных очертаний зон проплавления

Параметр		Условный индекс шва
		1		2		3		4		5		6			7
Ток фокусировки Iф, мА.		76		80		84		88		92		96			100
Степень фокусировки DIф , мА.		-12		-8		-4		0		+4		+8			+12
Коэффициент формы шва, Кф = Н/В.		2,11		4		2,45		1,46		1,0		0,72			0,56
Экспер-ная ширина зоны проплавления, мм		24		22		21		20,6		32		47			59
Опыт	Ток фокусировки, мА
	72		76		80		84		88		92		96	100
№1														« 1 2 3 4 5 » К-во Просмотров: 224 Бесплатно скачать Курсовая работа: Выбор способа сварки диафрагменной лопатки паровой турбины >>> Скачать <<< Меню Поиск