Basic provisions and problems of ELW technology for the manufacture of aluminum-magnesium alloys constructions
- 1 — Saint-Petersburg Mining University
- 2 — Central Research Institute of Materials
Abstract
Existing problems of electron beam welding of aluminum alloy constructions are considered. For research purposes, the aluminum-magnesium alloy of grade 1561 up to 60 mm thick was used. The thermal field in the heat influence zone is studied experimentally and analytically on the basis of the finite element method (the «Ansys» program). The effect of electron beam movement (scanning) influence on the quality of welded connections and the surface of the welded parts was studied. On the basis of metallographic studies and mechanical tests of welded metal, it is proved that high quality of welded joints is ensured when the beam moves along a curve of the «compressed brackets» shape. A special generator is designed to control the electron beam, which allows to implement a new type of scanning (compressed brackets). The fundamentals of welding technology for alloy 1561 up to 60 mm thick are outlined. Specific recommendations are given, and two new methods are proposed that will allow the successful use of the developed technology in factories in the production of new products and in the repair processes. Examples and analysis of thermal cycles obtained by calculation and experimental method are given. The patterns of heat distribution along the trajectory of the beam movement for different types of scanning are established. The main types of defects in the formation of the welded joints and those formed in the metal during crystallization are considered. Their interrelation with the parameters of the welding mode is shown.
References
- Акопьянц К.С. Влияние круговой развертки электронного луча на предотвращение корневых дефектов при сварке / К.С.Акопьянц, Г.А.Шилов / Международная конференция по электронно-лучевой технологии. Варна, 1985. София, 1985. С. 229-234.
- Беленький В.Я. Развертка электронного пучка по Х-образной траектории как средство уменьшения дефектов в корне шва при электронно-лучевой сварке // Автоматическая сварка. 1986. № 9. С. 35-37.
- Бондарев А.А. Свариваемость сплава АМг6 электронным лучом в различных пространственных положениях / А.А.Бондарев, Д.М.Рабкин, О.С.Кузьменок // Автоматическая сварка. 1976. № 12. С. 34-37.
- Борисова Н.В. Формирование систем «Алюминий – оксид алюминия» при термообработке наноразмерных слоев алюминия / Н.В.Борисова, В.П.Морозов, Г.О.Еремеева // Ползуновский вестник. 2009. № 3. С. 240-244.
- Кайдалов А.А. Электронно-лучевая сварка и смежные технологии. Киев: Экотехнология, 2004. С. 177-178.
- Миткевич Е.А. К модели теплового источника при ЭЛС / Е.А.Миткевич, Д.И.Иванов, Г.А.Туричин // ФиХОМ. 1989. № 3. С. 109-111.
- Патон Б.Е. Современное состояние и новые технологии электронно-лучевой сварки конструкций / Б.Е.Патон, А.А.Бондарев // Автоматическая сварка. 2004. № 11. С. 23-30.
- Прибор управления электронным пучком при сварке // А.М.Васильев, В.А.Гончаров, Б.Г.Кривков, В.В.Солянкин, Н.И.Шаронов // Судостроительная промышленность. Серия «Сварка». 1988. Вып. 6. С. 11-12.
- Рабкин Д.М. Особенности электронно – лучевой сварки алюминиевых сплавов / Д.М.Рабкин, Н.М.Воропай, А.А.Бондарев // Автоматическая сварка. 1971. № 2. С. 48-52.
- Язовских В.Я. Влияние развертки луча на формирование макроструктуры металла шва при электронно-лучевой сварке с глубоким проплавлением / В.Я.Язовских, Т.В.Ольшанская // Вестник Пермского государственного технического университета. Механика и технология материалов и конструкций. 1999. № 2. С. 225-235.
- Arata V. Fundamental feature of advanced laser and electron beam technology // 4th CISFFIL. Cannes. 1988. P. 21-41.
- Penetration mechanism of electron beam Welding and spiking phenomenon / C.l.Mara, E.R.Funk, R.C.McMaster, P.E.Pence // Welding Journal. 1974. Vol. 53. № 6. P. 246-251.
- Residual stresses induced by electronbeamwelding in a 6061 aluminium alloy / V.Robin, T.Pirling, X.Boulnat, M.Perez // Journal of Materials Processing Technology. 2016. Vol. 235. P. 1-12.