Обоснование режимов электронно-лучевой сварки изделий оболочкового типа из нагартованных сплавов АМг6Н И АМг6НПП

Abstract

Рассмотрены вопросы выбора оптимальных режимов электронно-лучевой сварки нагартованных алюминиевых сплавов типа АМг6Н и АМг6НПП с различной степенью упрочнения (15, 30 %). Цель оптимизации режимов – обеспечить наименьшую степень разупрочнения и размеры разупрочненных зон в диапазоне значений, гарантирующих равнопрочность сварных соединений основному металлу оболочковых конструкций. Приведены особенности изготовления цилиндрических изделий из алюминиевых нагартованных сплавов с применением электронно-лучевой сварки. Для уменьшения размеров разупрочненных участков использована новая охлаждающая оснастка c экранирующим устройством и жидкий азот в качестве хладагента. Представлены принцип работы и схема экранирующего устройства. Доказано, что при совместном применении теплоотводящей оснастки и экранирующего устройства достигается минимальная ширина зоны разупрочнения. Приведены результаты испытаний цилиндрических образцов в условиях двухосного нагружения при различных значениях параметра двухосности. По данным испытаний определены допустимые размеры зон разупрочнения, при которых несущая способность сварных соединений, ослабленных разупрочненными прослойками, находится на уровне прочности основного упрочненного металла. Доказана эффективность применения предложенной теплоотводяшей оснастки и экранирующей насадки для обеспечения равнопрочности сварных соединений основному металлу изделия. Полученные результаты могут быть использованы на стадии конструктивно-технологического проектирования и изготовления оболочковых изделий из на- гартованных алюминиевых сплавов. The problems of selecting the optimum electron beam welding modes of work-hardened aluminum alloy AMg6N and AMg6NPP with varying degrees of hardening (15, 30 %) were considered. The purpose of optimization is to provide the lowest degree of softening and softened zone sizes to ensure uniform strength of welded joints and base metal of shell structures. Particular qualities of manufacturing cylindrical products using electron beam welding are given. We offered a new cooling tool using the screening device and the liquid nitrogen as a refrigerant to reduce the size of softening zones. The principles and operation scheme of the screening device are represented. It is proved that the joint application of tooling and heatshielding device provides a minimum width of the zone of softening. The results of tests cylindrical samples under biaxial loading for different values of biaxiality are given. According to tests the allowable dimensions of softening zones are defined and the load bearing capacity of welds attenuated softening layers is on the strength level ground hardened metal. The effectiveness of the proposed heat-shielding equipment and screening cap which ensure uniform strength of welded joints and base metal is proved. The obtained results can be used in constructive-technological design and manufacturing of shell products from work-hardened aluminum alloys