Электронно-лучевая сварка алюминиевых сплавов

Ключевые слова: электронно-лучевая обработка, электронно-лучевая сварка, легкоплавкие металлы, алюминий, алюминиевые сплавы, дефекты сварных соединений.

Аннотация

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) – один из наиболее перспективных способов соединения деталей из химически активных и легкоплавких металлов и сплавов в аэрокосмической и автомобильной отраслях, энергомашиностроении, производстве электровакуумных приборов и др.
С помощью ЭЛС возможно получать равнопрочные соединения из легкоплавких сплавов в конструкциях, работающих при высоких нагрузках. Одной из актуальных задач является сварка тормозных суппортов, выполненных из алюминиевого сплава, с помощью аддитивных технологий.
Для решения этой задачи на основании литературного анализа определены основные требования и рекомендации для ЭЛС легкоплавких металлов сплавов, в том числе на основе алюминия. Так, их сваривают при ускоряющем напряжении 60 кВ, силе тока луча от 5 до 30 мА, скорости сварки от 15 до 30 м/ч. Выполнение второго прохода по сварному шву, сохраняя заданные параметры, позволяет уменьшить пористость. Для избегания пустот следует выполнять сварку на малых скоростях порядка 15 м/ч. К уменьшению пористости приводит предварительная обработка инструментом с алмазным покрытием. Для качественного шва необходимо обеспечить хороший теплоотвод путем обеспечения достаточной силы затяжки заготовок в оснастке. Для избегания растрескивания следует минимизировать зазор между свариваемыми деталями и работать сфокусированным пучком. На основе этих рекомендаций подобраны режимы и сварены две заготовки из сплава Д16 толщиной 3 мм, получен однородный шов глубиной 2 мм на длине 15 мм между заготовками толщиной 3 мм. Процесс проведен на установке электронного-лучевой обработки «ЛУЧ» с электронно-лучевой пушкой ЭЛТА-60.15ДП при токе пучка 6 мА, скорости сварки 1 мм/с.

Keywords: electron beam processing, electron beam welding, fusible / low-melting-point metals, aluminium, aluminum alloys, welding defect.

Abstract