Исследования влияния параметров трехванной электронно-лучевой сварки на формирование сварного соединения

Abstract

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) является одним из высокотехнологичных способов при изготовлении ответственных изделий, узлов и элементов конструк- ций в таких отраслях промышленности как аэрокосмическая, энергетическая, ма- шиностроение и др. Большое разнообразие технологических возможностей ЭЛС позволяет получать изделия из разных материалов, однако, осложняет выбор необходимых параметров режима сварки и приводит к значительному увеличению объема экспериментальных исследований в каждом конкретном случае. В вязи с этим, эффективным инструментом для снижения объема экспериментальных ис- следований признано предварительное прогнозирование основных характеристик сварочного процесса на основе математического моделирования и, особенно, прогнозирования структуры и свойств. В работе, предложен один из способов ЭЛС стали 20Х3МВФ, поскольку проведение термической обработки после сварки для теплоустойчивых сталей при создании конструкций затруднено. Представлены ре- зультаты исследования влияния параметров ЭЛС на формирование сварного со- единения на основе моделирования тепловых процессов, представлены расчеты формы сварочной ванны и характер формирования микроструктуры в зависимости от скорости кристаллизации и скорости охлаждения. Electron beam welding (EBW) is one of the high-tech methods in the manufacture of responsible products, assemblies and structural elements in such industries as aerospace, energy, mechanical engineering, etc. The great variety of technological possibilities of EBW makes it possible to produce products from different materials, however, complicates the selection of necessary parameters of welding mode and leads to a significant increase in the volume of experimental studies in each specific case. In connection with this, an effective tool for reducing the volume of experimental studies is recognized as a preliminary prediction of the main characteristics of the welding process based on mathematical modeling and, especially, the prediction of structure and properties. In the work, one of the ways EBW steel 20Cr3MoWV is proposed, because the thermal treatment after welding for heat-resistant steels when creating structures is difficult. The results of the study of the influence of EBW parameters on the formation of weld joints based on the modeling of thermal processes are presented, and calculations of the shape of the welding bath and the nature of the formation of the microstructure according to the crystallization rate and cooling rate are presented.