Разработка способа электронно-лучевой сварки горизонтальным лучом толстостенных элементов конструкций из сплава В-1469 системы Al-Cu-Li-Mg и исследование свойств сварных соединений

• Автор: Егоров, Роман Викторович
• Шифр специальности: 05.02.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. АНАЛИЗ СВАРИВАЕМОСТИ СОВРЕМЕННЫХ АЛЮМИНИЕВО-ЛИТИЕВЫХ СПЛАВОВ В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ
1.1. Основные виды сварных конструкций из алюминиеволитиевых сплавов
1.2. Современные алюминиево-литиевые сплавы и их свойства..
1.3. Характеристика свариваемости алюминиево-литиевых сплавов
1.4. Пористость швов при электроннолучевой сварке алюминиевых сплавов
1.5. Цель и задачи исследований
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ИССЛЕДОВАНИЯХ
2.1. Материалы и образцы
2.2. Оборудование для электронно-лучевой сварки образцов
2.3. Методы исследования пористости в сварных соединениях алюминиево-литиевых сплавов
2.4. Механические испытания сварных соединений
2.5. Методы исследования структуры сварных соединений
2.5.1. Металлографический анализ
2.5.2. Растровая электронная микроскопия (РЭМ)
2.5.3. Микрорентгеноспектральный анализ
2.5.4. Оже-электронная спектроскопия
2.5.5. Измерение микротвердости
2.6. Измерение напряжений в сварных соединениях

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРЫ
ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
НА ПОРООБРАЗОВАНИЕ ПРИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ
СВАРКЕ АЛЮМИНИЕВО-ЛИТИЕВЫХ СПЛАВОВ В-1
3.1. Влияние структуры и газосодержания металла на зарождение газовых пузырьков
3.2. Исследование структур зон оплавления сварных соединений из алюминиево-литиевых сплавов В-1
3.3. Исследование влияния структуры свариваемых полуфабрикатов на строение зоны сплавления и свойства сварных соединений
3.4. Химическая неоднородность в переходных зонах сварных соединений сплавов В-1
3.5. Влияние стыка и способа обработки кромок на образование пор в шве
3.6. Физико-химические закономерности процесса развития газовых пузырьков в объеме сварочной ванне при электронно-лучевой сварке
3.7. Параметры парогазовой фазы в канале проплавления при глубоком проплавлении алюминиевых сплавов электронным лучом
3.8. Исследование механизма и кинетики дегазации сварочной ванны при ЭЛС алюминиево-литиевого сплава В-1
3.9. Исследование влияния осцилляции электронного луча на
пористость сварных соединений алюминиево-литиевого сплава В-

Выводы к главе

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ
НАПРЯЖЕНИЙ В СВРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ СПЛАВОВ В-1469,
ВЫПОЛНЕННЫХЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКОЙ
ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ЛУЧОМ
4.1. Методика измерения остаточных напряжений
4.2. Результаты измерений остаточных напряжений в сварных
соединениях листовых заготовок
4.3. Напряжения в сварных соединениях штамповок
4.4. Результаты измерений остаточных напряжений в сварных
соединениях сплава В-1469, подвергнутых термической
обработке после сварки
Выводы к главе 4
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СПЛАВОВ В-1469 СИСТЕМЫ А1-Си-
Ы-М^ ВЫПОЛНЕННЫХ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ
СВАРКОЙ
5.1. Механические свойства сварных соединений плит сплавов В-
1469, выполненных электронно-лучевой сваркой горизонтальным
лучом
5.2. Микроструктура сварных соединений сплава В-1469
5.3. Влияние сканирования луча на пористость сварных соединений
сплавов В-1469 при ЭЛС горизонтальным лучом
5.4. Электронномикроскопические исследования структуры
сварных швов сплава В-1469
5.5. Перспективы промышленного использования результатов
исследований
Выводы к главе 5
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Список литературы

считают, что скорость сварки, по сравнению с другими параметрами, оказывают наибольшее влияние на газовую пористость шва.
Пористость в значительной степени может усиливаться, если в свариваемом металле имеются летучие компоненты, которые при перегреве металла сварочной ванны легко испаряются в полость пузырька. В работе высказывается предположение, что величина давления в пузырьке при ЭЛС алюминиевого сплава складывается из парциальных давлений растворенного газа (водорода) и паров металла. При испарении магния, а также лития и гидридов [101] из перегретого металла повышается давление паров в пузырьке, что способствует увеличению его размера и количества пор. В соответствии с работой [111] основными параметрами, влияющими на испарение металла при ЭЛС, следует считать мощность электронного луча и скорость сварки, которые определяют температуру металла сварочной ванны и длительность ее пребывания в жидком состоянии. К таким параметрам можно отнести также размер фокального пятно электронного луча и его положение относительно поверхности относительно свариваемого металла. С уменьшением скорости сварки летучие примеси испаряются быстрее не только вследствие увеличения длительности пребывания металла в жидком состоянии, но и вследствие повышения коэффициента массопереноса испаряющегося элемента из объема жидкого металла к поверхности испарения (поверхности раздела жидкого металла и газового пузырька). Скорость испарения в значительной степени зависит от мощности луча. С увеличением последней и уменьшением размера фокального пятна испарение также усиливается.
Следовательно, при электроннолучевой сварке металлов, содержащих легкоиспаряющиеся компоненты, рост пузырьков, заполненных парогазовой смесью, их окончательные размеры, а также возможность их эвакуации из жидкой сварочной ванны в значительной степени определяется параметрами режима сварки: мощностью луча, скоростью сварки и степенью фокусировки. Это необходимо учитывать при разработке технологии сварки.