Представлены сведения о разработанных в ИЭС им. Е.О. Патона процессах с использованием в качестве нагревателей металла электронно-лучевых устройств. Рассмотрены достижения и перспективы применения электронно-лучевого нагрева в сварке, испарении и конденсации материалов в вакууме, выплавке титановых слитков и получении композитных материалов из диспергированного расплава.

Изложены физические и технологически основы сварки, упрочнения, наплавки, резки, сверления, пайки и гравировки с применением аксиально-симметрических электронных пучков с энергией 20 - 150 кэВ. Установлены принципы построения, технические характеристики и параметры оборудования для электронно-лучевых технологий. Рассмотрены основы автоматического и программного управления технологическими процессами сварки и термоупрочнения поверхностей металлов. Освещен опыт промышленного применения электронно-лучевых технологий.

Розглянуто принципи та структуру адаптивної системи керування установкою електронно-променевого зварювання, яка використовує вбудовані моделі. Описано метод специфікації алгоритмів керування за допомогою динамічних E-мереж і методу побудови синтетичного оточення, що включає моделі вакуумної системи, виробів і стику.

Розглянуто використання сучасних інформаційних технологій у питаннях розробки систем діагностування складних технічних об'єктів. Обгрунтовано доцільність використання математичних моделей логічного типу при побудові експертних систем діагностування. Для подання знань використовуються продукційні правила, які відображають предметну область знань. При цьому експертну систему розглянуто як інструментальний засіб, база знань якого може бути використана для конкретних задач діагностування, тому що в ній зосереджено основні процедури роботи із знаннями.

Исследована структура металла зоны плавления (welding zone - WZ) в монокристаллах никелевых суперсплавов в условиях значительной кристаллографической асимметрии расположения и пространственной кривизны сварочной ванны при электронно-лучевой сварке. Показано влияние режимов сварки в указанных условиях на формирование дислокационной структуры, фазовое состояние, образование зерен случайной ориентации и возникновение трещин в WZ. Установлена роль параметров распределения дислокаций при формировании монокристаллической структуры в WZ. На основе анализа сдвиговых напряжений в плоскостях скольжения в зависимости от направления максимального температурного градиента сделано заключение о связи образования зерен случайной ориентации и трещин с кристаллографической асимметрией расположения сварочной ванны. Определены условия формирования монокристаллической структуры в WZ.

Розглянуто використання сучасних інформаційних технологій у питаннях аналізу та дослідження алгоритмів експертної системи діагностування енергокомплексу в установках електронно-променевого зварювання. Використано математичні моделі логічного типу. Запропоновано методику оцінки ймовірності виникнення несправностей енергокомплексу.

Досліджено процеси екранування електронного пучка (ЕП) збуреннями розплаву та нестабільності глибини проплавлення. Процес коливань глибини проплавлення ідентифіковано як дробовий шум. Побудовано математичні моделі пульсацій глибини проплавлення та екранування ЕП збуреннями розплаву. Встановлено функціональні залежності екранової потужності ЕП та амплітуди коливань глибини проплавлення від параметрів ЕП, геометричних параметрів каналу проплавлення, капілярної сталої розплаву, амплітуди та частоти подовжньої розгортки ЕП. Розроблено методики визначення оптимальних параметрів режимів зварювання для зменшення нерівномірності глибини проплавлення під час зварювання з розгорткою та без розгортки ЕП. Наведено перелік процедур WeldLab для САПР Maple V для автоматизації обчислень за результатами дослідження та побудови характеристичних кривих зварювальної установки.

Розглянуто фізичні процеси у парогазових каналах під час електронно-променевого зварювання (ЕПЗ) металічних зразків великої товщини. Визначено умови стійкого формування глибоких швів і розроблено технологію зварювання ряду виробів відповідного призначення. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження власних коливань розплавленого металу зварювальної ванни. Показано, що в процесі зварювання металів променем, який рівномірно рухається, під дією сили реакції тиску віддачі, що виникає внаслідок взаємодії електронного променя з передньою стінкою каналу, на поверхні розплаву утворюються капілярні хвилі, які мають дискретний спектр власних частот, густина якого зростає зі збільшенням глибини проплавлення. Встановлено, що внаслідок дисперсії коефіцієнта згасання капілярних хвиль найбільш довготривалою є перша гармоніка власних коливань розплаву, яка має найменшу частоту та найбільшу амплітуду. На підставі аналізу коливань розплавленого металу у парогазових каналах визначено технологічні прийоми, що дозволяють досягти стійкого формування швів великої глибини. Зазначено, що застосування розгортки у двох площинах з паралельним переносом електронного променя, вибір необхідних діапазонів частот коливань променя та швидкостей зварювання, зміна просторової орієнтації стику сприяє одержанню високоякісних зварних з'єднань металів товщиною 150 мм і більше. На підставі результатів теоретичних досліджень розроблено параметри технологічних процесів ЕПЗ кільцевих стиків корпусів парогенераторів, запорної арматури високого тиску, трійникових відводів нафто- та газопроводів з низьколегованих сталей товщиною до 150 мм,

Розвинуто концепцію побудови формувачів імпульсів струму для контактного мікрозварювання. Удосконалено такі формувачі, а також розширено їх функціональні можливості. Проаналізовано електрофізичні процеси у навантаженні формувача імпульсів, зварюваному контакті для підвищення якості одержуваного з'єднання. Сформульовано вимоги до закону зміни зварювального імпульсу. Висвітлено принципи побудови формувачів імпульсів для установок контактого мікрозварювання. Обгрунтовано необхідність подальшого вдосконалення та розширення функціональних можливостей таких формувачів імпульсів. Розроблено та досліджено нові схемні рішення формувачів імпульсів для контактного мікрозварювання, що забезпечують формування зварювальних імпульсів відповідно до вимог, які вони повинні задовольняти. Розроблено математичні моделі елементів, а також досліджено перехідні процеси у формувачі імпульсів. Шляхом експериментальних досліджень установлено ефективність запропонованих рішень. Проведено порівняння експериментальних осцилограм з результатами моделювання.

Описано методику та подано окремі експериментальні результати розрахунку зони термічного впливу (ЗТВ) стикового електронно-променевого зварювання пластин змінної товщини з урахуванням нерівномірності розподілу енергії. Показано, що тепловідвід внаслідок потовщення пластин призводить до зміни розмірів ЗТВ у верхній частині зварного з'єднання. Встановлено, що миттєва швидкість охолодження змінюється за віддалення від початку відліку внаслідок зміни погонної енергії і це зумовлює нерівномірність мікроструктури за товщиною з'єднання.

Излагаются теоретические и практические основы построения системы диагностики для установок электронно-лучевой сварки. Представлена архитектура системы диагностики. Рассмотрены основные алгоритмы решения задач мониторинга состояния установки, активной диагностики, прогнозирования, восстановления неполной или искаженной информации, а также принципы работы системы поддержки принятия решений.

Індекс рубрикатора НБУВ: К641.573,46

Рубрики:

Електронно-променеве зварювання металів (мікрозварювання)

Шифр НБУВ: РА386396 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрена концепция многопараметрического адаптивного управления процессом электронно-лучевой сварки на основе применения технологий визуализации. Представлены модели области наблюдения за технологическим процессом, методы получения информационных признаков, оценка их качества и способы интерпретации в задачах управления параметрами сварочного процесса.

Описываемое устройство предназначено для поиска течи со стороны вакуума, изнутри технологической камеры. Устройство содержит воронку, в горловине которой установлена лампа манометрического преобразователя. Воронка перемещается над обследуемой поверхностью. На наличие течи указывает ухудшение вакуума в воронке, регистрируемое вакуумметром.

Исследовано разупрочнение основного металла в зоне термического влияния при электронно-лучевом (ЭЛС) и аргонодуговом (АДС) способах сварки механически и термически упрочненных алюминиевых сплавов (АМг6, 1420, 1201, 1460). Установлено, что при ЭЛС протяженность зоны разупрочнения в 4 - 5 раз меньше, чем при АДС. После искусственного старения наибольшая твердость в зоне термического влияния наблюдалась у сплава 1420, наименьшая - у сплава 1201.

Одним из возможных вариантов обеспечения безопасности может быть использование "технического зрения" для автоматического контроля за наведением инструмента на рабочую зону. Описана система безопасности, основанная на обработке видеоинформации, полученной из зоны сварки.

Рассмотрена система контроля за положением сварочного инструмента, основанная на использовании персонального компьютера и бесконтактного устройства ввода информации. Приведены блок-схема устройства, алгоритм работы и схема конкретного исполнения датчика, а также результаты испытаний.

Дана сравнительная оценка способов изготовления облегченных ребристых панелей из алюминиевых сплавов. Показаны преимущества процесса электронно-лучевой сварки применительно к изготовлению тонкостенных панелей из высокопрочных термически упрочненных алюминиевых сплавов. Разработана технология односторонней приварки ребер к тонким листам и плитам при соотношении толщин 1:1 до 1:15 и выше. Установлено, что наиболее эффективным средством управления разупрочнением и формой зоны проплавления тавровых соединений является программирование тепловложения в пределах контура сканирования электронного пучка при сварке.

Исследована свариваемость высокопрочной стали ВКС-7Ш электронным лучом. Выбраны режимы сварки и термообработки. Определены служебные свойства сварных соединений. Разработаны неразрушающие методы контроля сварных соединений. Рассмотрены особенности технологии сборки, сварки, термообработки зубчатых колес. Разработана технология изготовления ответственных тяжелонагруженных зубчатых колес с помощью электроннолучевой сварки.

Індекс рубрикатора НБУВ: К641.573

Рубрики:

Електронно-променеве зварювання металів (мікрозварювання)

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ