В работе [1] установлена экспери­ментальная связь между частотой пульсаций парового потока, истекаю­щего из канала проплавления (часто­той пульсации ионного либо вторично­электронного токов), глубиной про­плавления и степенью фокусировки ЭЛ.

При сварке ЭЛ мощностью до 12 кВт сталей толщиной до 30 мм установлена линейная зависимость между частотой пульсаций ионного тока (частотой авто­колебаний) и обобщенным параметром (HocJq) oCD/(?o + <?). где Н — глу­бина проплавлении; q — мощность ЭЛ; В(.в — скорость сварки; qa — порого­вая мощность, начиная с которой на­блюдаются пульсации ионного тока (для описанных условий сварки? о = 0,9 кВт).

Применялся датчик силы ионного тока закрытого типа, Измерительный электрод датчика находился под по­тенциалом —200 В относительно изде­лия. Измерительный электрод нахо­дился за экраном, для того чтобы пред­отвратить попадание на него отражен­ных электронов, Падение напряжения на резисторе утечки (4 кОм) контро­лировалось с помощью частотомера конденсаторного типа и анализатора спектра С4-12 с индикацией спектро­граммы на электронно-лучевой трубке,

Показания частотомера регулируются самописцами ЭПП-09МЗ и Н338.

При проплавлении образцов из стали 12Х18Н9Т расфокусировка ЭЛ при сохранении постоянной погонной энергии qhCB вызывала резкое умень­шение частоты пульсации ионного тока. Изменение средней глубины про­плавления Н с 16 до 13 мм, т. е, на 21%, соответствовала изменению средней частоты пульсаций / от 0,9 до 0,4 кГц. Частота пульсаций меня­лась более чем в 2 раза при незначи­тельном изменения глубины про­плавления.

Аналогичные результаты дает про­плавление алюминиевого сплава АМгб. Сила ионного тока при этом умень­шается как при значительной расфоку­сировке ЭЛ, так и при достижении максимальной глубины проплавле­ния. В первом случае уменьшение силы ионного тока связано с малой удельной мощностью ЭЛ. и снижением интенсивности испарения сплава, во втором — с увеличением глубины и уменьшением ширины канала, что за­трудняет выход ионов. При постоян­ной фокусировке, но меняющейся погонной энергии с увеличением глу­бины проплавления частота пульсаций силы ионного тока уменьшается.

Частота пульсаций силы ионного тока сильнее коррелирует с глубиной проплавления в зависимости от степени фокусировки, т. е. удельной мощности <72, чем от погонной энергии. При про­плавлении стали 12Х18Н9Т(табл. 14.9) изменение глубины проплавления от 0,75 до 0,45 см при увеличении мощ­ности ЭЛ от 2 до 7 кВт вызывает изме­нение частоты пульсаций от 1,4 до 0,66 кГп.

В обобщенном параметре ~~~ X

X ——у—— сомножитель HvQblq — отно — т Ц

шение проплавляемой в секунду пло­щади к мощности источника энергии

при сварке. Сомножитель ——————-

Чч + 9

величина, обратная погонной энергии.

Анализ спектра частот пульсаций ионного тока показывает, что при относительно малой мощности ЭЛ колебания носят почти гармонический

14.9. Режимы проплавления образцов из стали 12Х18Н9Т при различных фокусировке и погонной энергии [1]

И, см

кВт

"ев’

см/с

0/»,

кДж/см

Їа

кГц

0,38

1,3

1,1

1,2

2,55

0,73

2,55

1,1

2,3

1,7

0,75

2,00

0,86

2,3

1,4

1,38

4,9

1,1

4,45

0,87

1,8

7,35

1,1

6.7

0,73

2,3

7,00

0,86

8,15

0,52

2,45

7,00

0,86

8,15

0,66

3,00

10,00

0,86

11,65

0,38

2,1

7,35

1,1

6,7

0,59

2,3

11,60

1,5

7,75

0,58

1,3

4,00

0,56

7,15

0,45

характер. С увеличением мощности ЭЛ частотный спектр уширяется, появ­ляются другие гармоники. При мощ­ности ЭЛ, соответствующей глубине проплавления более 30 мм частотный спектр становится почти шумовым. По-видимому, при контроле степени фокусировки ЭЛ и глубины проплав­ления по частоте автоколебаний в слу­чае сварки толщиной более 30 мм не­обходимо использовать более чувстви­тельные датчики и измерительную ап­паратуру.

Слисок литературы

1. Акопьянц К — С., Емче нко-Рыб-

ко А. В. Контроль глубины проплавле­ния и фокусировки электронного пучка по частоте пульсаций ионного тока при сварке. — Автоматическая сварка, 1981, № 9, с. 28—32.

2. Башен ко В. В. Электронно-луче­вые установки. Л.: Машиностроение, 1972. 168 с.

3. Бишоп Г. Измерение обратного рассеяния электронов от толстых ми­шеней. — В ки.: Физические основы рентгеноспектрального локального ана­лиза. М.: Наука, 1973, с. 109— 116,

4. Борискина Л. В., Кабанов А. Н., Юдаев В. Н. О рассеянии электрон­ного пучка материалом вещества при электронно-лучевой обработке. — Фи­зика и химия обработки материалов, 1974, № 5, с. 20—26.

6. Бронштейн И, М., Фрайман Б. С. Вторичная электронная эмиссия. М.: Наука, 1969. 408 с.

6. Дэшман С. Научные основы ва­куумной техники. Пер, с англ. М.: Мир, 1964. 714 с,

У/ 7. Ерохин А, А. Основы сварки плавлением. М,: Машиностроение, 1973 448 с.

8. Ерохин А. А., Резниченко В. Ф., Худышев А. Ф. Об эффективности коэффициента полезного действия про­цесса проплавления (сварки) электрон­ным лучом. — Физика и химия обра­ботки материалов, 1970, № 3, с. 131— 133.

9. Жари но в В, И. Кинетика обра­зования сварного соединения при элек­тронно-лучевой сварке. — В кн.: V Всесоюзная конференция по элек­тронно-лучевой сварке. Киев: Наукова Думка, 1977, с. 56—60.

10. Зуев И. В., Звягин В. Б. Регу­лирование глубины и формы проплав­ления при герметизации корпусов ин­тегральных схем электронно-лучевой сваркой. — В кн.: Сварка и пайка в радиоэлектронной промышленности и приборостроении. Л.: ЛДНТП, 1980, с. 31—36.

11. Косых М. А., Плющенко Н. К-

Экспериментальное исследование ки­нетики образования кинжального про­плавления при электронно-лучевой сварке. — В кн.: Сварка электронным лучом. М.: МДНТП, 1974, с. 38—42.

12. Мовсесянц Л. С. Зависимость тока, протекающего через образец при сварке электронным лучом от глубины и формы проплавления. — В кн.: Свар­ка электронным лучом. М.: МДНТП, 1974, с. 43—46.

13. Попов В. К>, Островерхой Н. Г., Шишкин В. И. КПД электронно-луче­вого нагрева. — Электронная техника. Сер. I. Электроника СВЧ, 1968, № 8, с. 105—115.

14. Рыкалин Н. Н., Зуев И. В., Углов А. А. Основы электронно-луче­вой обработки материалов. М.: Маши­ностроение, 1978. 239 с,