WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 35 | 36 || 38 | 39 |   ...   | 65 |

В(z) = В0 + В1z + В2z2 +... Вnzn, где В0, В1, В2,..., Вn – постоянные коэффициенты.

В этом случае формула (1) преобразуется к виду, удобному для практических расчетов:

ez2 z3 zn+ = B0z + B1 + B2 + + Bn ; (2) mV 2 3 n + Коэффициенты В0,..., Вn находятся из системы уравнений:

B(z0 ) = B(0) = B0, Рис. 2. Простой способ уменьшения величины несплавления 2 n B(z ) = B0 + B1z1 + B2z1 + + Bnz1, (3) Способ прост в реализации и эффективен при ЭЛС в условиях действия однородных магнитных полей.

2 n B(z ) = B0 + B1zk + B2zk + + Bnzk, k Способ позволяет также компенсировать погрешности, обусловленные возникновением угла наклона где 0 k n; В(0), В(z1),..., В(zk) – индукции магниттраектории луча из-за неточной установки электронного поля в точках z = 0, z = z1,..., z = zk.

но-лучевой пушки, а также в условиях применения Технологические процессы и материалы Точность определения при ограниченном коли- Например, закон изменения индукции магнитного честве точек измерения зависит от степени неодно- поля В(z) над поверхностью свариваемых деталей, родности магнитного поля. Зная индукции поля, на- имеющих остаточную намагниченность, описывается пример, в двух точках z = 0 и z = z1, можно осущест- выражением вить линейную аппроксимацию закона В(z):

a B(L) B(z) =, (8) В(z) = В0 + В1z. a + (z - L) где В(z) = 0 Н(z); 0 = 4·10–2 гн/м; – относительВ этом случае из выражения (2) и системы уравненая магнитная проницаемость; В(L) – индукция поля ний (3) с учетом того, что z изменяется от 0 до L, пона поверхности деталей.

лучим:

В этом случае расстояние z1 может быть определе e B(z1) - B(0) Lно из условия равенства углов, полученных при ин=. (4) B(0) L + zmV тегрировании нелинейного закона В(z), определяемоПрименение двух датчиков, измеряющих индук- го выражением (8) и его аппроксимациями в соответции магнитного поля в двух точках, позволяет опре- ствии с уравнениями (4), (7).

делить точное значение угла при действии однород- При напряженности магнитного поля вблизи поверхности свариваемых деталей 300 А/м, а = 0,003 много и линейного неоднородного магнитных полей.

и L = 0,25 м точное значение угла, определенное Повысить точность измерения угла в условиях нелинейного распределения В(z) можно путем допол- интегрированием выражения (8) в соответствии с формулой (1) в пределах от 0 до L составит:

нительного измерения производных от индукции В(z) = 4,7·10–2 рад. (2,69°).

в точках z = zk. При этом коэффициенты находятся из Значения угла и относительных ошибок его опсистемы уравнений:

ределения при фиксированном положении (z = 0) перB(0) = B0, вой группы датчиков магнитного поля и различных координатах z1, установки второй группы датчиков n B(z ) = B0 + B1zk + + Bnzk, (осуществлена аппроксимация распределения индук k (5) ции магнитного поля В(z) полиномами первого B(0) = B1, и третьего порядков) приведены в таблице. Видно, что при линейной аппроксимации индукции магнит n-ного поля В(z) ошибка определения угла не превы ) = B1 + 2B2zk + + nBnzk.

B(zk шает 20 % при координате z1 расположения второй Например, зная индукции и производные от них группы датчиков, находящейся в пределах 170200 мм.

в двух точках z = 0 и z = z1, можно осуществить апПри нелинейной аппроксимации диапазон z1, где проксимацию закона В(z) полиномом третьей степени:

ошибка такая же, значительно расширяется и нахоВ(z) =В0 + В1z + В2z2 + В3z3, дится в пределах 120235 мм.

При ограничении пределов z1 от 180 до 190 мм где коэффициенты В0,..., В3 определяются из системы:

(формула (4)) и от 180 до 225 мм (формула (7)), соотB(0) = B0, ветственно, погрешность может быть уменьшена 2 3 практически в 20 раз.

B(z ) = B0 + B1z1 + B2z1 + B3z1, (6) Следует отметить, что z1 не зависит от степени на B(0) = B1, магниченности деталей В(L).

B(z ) = B1 + 2B2z1 + 3B3z1, Для оценки характера распределения магнитных полей в рабочем пространстве произведены измере где B (0) и B (z1) – производные по z от индукции в ния напряженности этих полей на различных высотах точках z = 0 и z = z1.

над свариваемыми деталями. Измерения произведены В этом случае выражение для расчета угла припри электронно-лучевой сварке широкой номенклатумет вид ры крупногабаритных изделий корпусного и агрегат ного назначения. Установлено, что диапазон изменеeL2 L3 L= B0L + B1 + B2 + B3. (7) ния напряженности магнитного поля лежит в преде mV 2 3 лах 0–600 А/м. Такие магнитные поля могут привоПовышение степени полинома, аппроксимирую- дить к возникновению значительных углов между щего закон распределения В(z), приводит к повыше- скоростью электронов и плоскостью стыка свариваемых деталей, что подтверждает целесообразность нию точности определения угла.

применения коррекции траектории электронного луча Координата z1 определяется расчетным путем или экспериментально. При известной номенклатуре сва- по результатам измерения магнитных полей.

В качестве датчиков магнитного поля использовариваемых изделий могут быть составлены таблицы пользователей с указанием диапазонов z1, внутри ко- ны дифференциальные феррозонды [6]. Оси чувствиторых будет обеспечиваться требуемая точность со- тельности феррозондов направлены вдоль свариваевмещения луча с плоскостью стыка при угловой кор- мого стыка. При этом одна группа датчиков устанаврекции положения луча в соответствии с выражения- ливается на срезе электронно-лучевой пушки (L = 0), а вторая – в расчетной точке z1 рабочего пространства.

ми (4) или (7).

Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева Значения угла и относительных ошибок его определения z1, мм Значения угла, град. Ошибка, % формула (4) формула (7) формула (4) формула (7) 120 1,41 2,14 47,75 20,125 1,46 2,18 45,75 18,130 1,52 2,22 43,57 17,135 1,58 2,26 41,19 16,140 1,65 2,30 38,60 14,145 1,73 2,34 35,76 13,150 1,81 2,38 32,66 11,155 1,91 2,41 29,25 10,160 2,01 2,45 25,51 9,165 2,12 2,48 21,39 7,170 2,24 2,51 16,87 7,175 2,37 2,53 11,91 6,180 2,52 2,54 6,46 5,185 2,68 2,55 0,50 5,190 2,86 2,55 –6,00 5,195 3,05 2,54 –13,05 5,200 3,25 2,53 –20,61 6,205 3,47 2,52 –28,64 6,210 3,69 2,53 –37,00 6,215 3,92 2,55 –45,51 5,220 4,15 2,63 –53,88 2,225 4,36 2,76 –61,72 –2,230 4,54 2,99 –68,56 –10,235 4,68 3,92 –73,88 –23,Одно из конструктивных исполнений размещения устранения дефектов, заключающийся в уменьшении феррозондового датчика в рабочем пространстве по- рабочего расстояния на глубину проплавления.

казано на рис. 4. Габаритные размеры датчиков обес- При осуществлении коррекции траектории луча печивают их применение практически без ограниче- по результатам измерений параметров магнитного ний в условиях ЭЛС. поля в рабочем пространстве достаточно производить измерения в двух точках при относительно нежестких требованиях к месту расположения второй группы датчиков.

Библиографические ссылки 1. Назаренко О. К. Отклонение пучка электронов при электронно-лучевой сварке // Автомат. сварка.

1982. № 1. С. 33–39.

2. Непорожний В. Ю. Устройство для компенсации остаточного магнитного поля при электроннолучевой сварке толстолистовых сталей // Автомат.

сварка. 1984. № 3. С. 68–70.

3. Лаптенок В. Д., Браверманн В. Я., Мурыгин А. В.

Расчет отклонения пучка электронов в магнитном поле при электронно-лучевой сварке // Деп. в ВИНИТИ 06.08.86, № 5580. С. 36.

Рис. 4. Электронно-лучевая пушка КЭП-2М 4. А. с. 1255342 СССР, МКИ3 И 23 К 15/00. Способ с датчиком магнитного поля электронно-лучевой сварки / В. Я. Браверман, В. Д. Лаптенок, С. Г. Баякин и др. ; опубл. 07.09.86, Бюл. № 33.

Коррекция траектории луча может осуществляться 5. А. с. 1405977 СССР, МКИ3 В 23 К 15/00. Способ как перемещением электронно-лучевой пушки (см.

электронно-лучевой сварки и устройство для его рис. 3), так и с помощью электромагнитной отклоосуществления / В. Д. Лаптенок, В. Я. Браверман, няющей системы с двойным преломлением луча.

В. Б. Помогалов и др. ; опубл. 30.06.88.

Таким образом, при действии однородных магнит- 6. Афанасьев Ю. В. Феррозонды. Л. : Энергия, ных полей оказывается приемлемым простой способ 1969.

Технологические процессы и материалы V. Ya. Braverman, V. S. Belozertcеv, T. G. Veisver ACCURACY INCREASE OF BEAM POSITIONING RELATIVE TO JOINT AT ELECTRON-BEAM WELDING UNDER CONDITIONS OF MAGNETIC FIELDS ACTION The authors consider methods of accuracy increase of beam positioning under the magnetic fields action at electron beam welding.

Keywords: electron beam welding, magnetic induction, beam deflection.

© Браверман В. Я., Белозерцев В. С., Вейсвер Т. Г., УДК 539.М. А. Воеводина, Г. Г. Крушенко К ВОПРОСУ О «ЧЕРНЫХ ПЯТНАХ» В ЧУГУНЕ С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ Исследовали неметаллические включения в чугуне с шаровидным графитом. Показано влияние исходного содержания серы на загрязненность расплава различными размерными группами включений.

Ключевые слова: чугун с шаровидным графитом, неметаллические включения.

Механические свойства отливок из серого чугуна частицах этой плены, как на готовых центрах, выкризависят в значительной степени от формы графитных сталлизовываются продукты взаимодействия магния с включений, наиболее благоприятной из которых яв- примесями чугуна. Эту точку зрения разделяют авторы ляется глобулярная. работ [9; 10], но при этом они считают, что образоваПолучение чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ) ние оксидной пленки происходит в течение всего обеспечивается применением присадок – сфероидизи- процесса разливки расплава и заполнения полости рующих и графитизирующих модификаторов (напри- литейной формы, в результате чего попадание ее мер, магния или РЗМ) [1]. При этом продукты в отливку не исключает даже тщательная очистка поих взаимодействия с расплавом – неметаллические верхности расплава в ковше. Частицы пленки, попаввключения (НВ) выделяются либо в виде рассредото- шие в форму, оказывают существенное влияние на ченных точечных включений, либо в виде скоплений. формирование «черных пятен». Они инициируют Образование неметаллических включений является процесс коагуляции образующихся дисперсных MgO неизбежным процессом технологии производства от- и MgS, ускоряя всплывание последних в верхние золивок из ЧШГ. При этом отливки получаются с де- ны отливки. На этих комплексных включениях возфектами, называемыми пятнистыми или «черными можна также коагуляция графитной фазы, что объяспятнами». няет повышенную концентрацию углерода в составе Относительно природы и механизма образования «черных пятен».

«черных пятен» в отливках из ЧШГ в литературе Обобщая изложенные точки зрения, можно счиимеются различные мнения. тать, что при сфероидизирующей обработке расплава В первых исследованиях, посвященных изучению ЧШГ магний прежде всего активно взаимодействует с этого вопроса, считали, что эти дефекты представля- кислородом и серой с образованием MgO и MgS. При ют собой ликваты, обогащённые сульфидами магния этом попутно может образовываться неметаллическая и марганца, в которых имеются также графит и дру- фаза более сложного состава.

гие НВ [2]. А согласно работе [3] «черные пятна» В настоящей работе выполнены термодинамичев отливках из ЧШГ представляют собой скопления ские и металлографические исследования неметаллисульфидов магния и графита. Тогда как автор работы ческой фазы в чугуне, обработанном магнием.

[4] считает, что «черные пятна» – это сульфиды маг- При этом чугун модифицировали лигатурой ния. По мнению автора в работе [5], основную роль в (Ni + 15 масс. % Mg), смешанной с ферросилицием образовании «чернот» играют карбиды МgС2 и МgC3, ФС75. Чугун выпускали в ковш из печи при 1 400 °С, а в работе [6] наличие этих дефектов связывают с коа- где его выдерживали 2–3 мин. Полученные отливки гуляцией и всплыванием НВ. В работе [7] установле- разрезали на два продольных темплета, на поверхноно, что «черные пятна» состоят из сегрегирующих сти которых готовили макрошлифы для получения оксидов и сульфидов магния, оксидов алюминия, серных отпечатков по методу Баумана и микрошлифы кальция, железа и кремния, тогда как в работе [8] ос- для металлографических исследований.

новной причиной возникновения дефектов в виде Серосодержащие включения на серных отпечатках «черных пятен» считают попадание при заливке рас- темплетов классифицировали на пятнистые и точечплава в форму оксидной пленки. По их мнению, на ные. К ним относили включения соответственно Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева размером более и менее 0,1 мм. Мелкие включения G0 = 19,14lg fMg Mg fS S (3);

[ ] [ ] ( ) MgS (< 0,1 мм) на серных отпечатках темплетов отливок, видимые при увеличении в 32 раза, классифицирогде [Mg] и [S] - содержания магния и серы в расплавали как точечные. Дисперсные включения исслеве, соответственно, % масс.; fMg и fs - коэффициенты довали на микрошлифах при увеличении в 300 раз.

активности серы и магния, соответственно; aMg - акКачественный анализ НВ проводили на оптическом тивность сульфида магния, ее приняли равной едимикроскопе с рентгеновским микроанализатором нице.

«Camebax» и JSM-Jeol.

Коэффициент активности серы рассчитывали по Относительную площадь, занятую «пятнами», параметрам взаимодействия 1-о и 2-о порядков:

определяли планиметрическим методом Делесса [11] C S Mn на всей поверхности серного отпечатка темплета lg fS = eS C + eSi Si + eS Mn + [ ] [ ] [ ] (4) как Fп/F0, а относительную площадь точечных вклюS C Si + eS S + rS C + rS Si.

[ ] [ ] [ ] чений – путем просмотра шлифов под оптическим микроскопом при увеличении в 32 раза: Fт/F0, где Отсутствующие в литературе значения параметров Fп - площадь, занятая пятнистыми включениями, мм2;

eSj и rSj, выраженные в массовых процентах, опредеFт - площадь, занятая точечными включениями, мм2;

j F0 - общая площадь поверхности темплета, мм2.

ляли через мольные параметры взаимодействия S Для оценки загрязненности чугуна дисперсными j и S.

включениями применяется метод «Л», рекомендованj ный ГОСТ 1778–70 [12; 13], который позволяет су- При расчете S учитывали его температурную задить о суммарной загрязненности чугуна включениявисимость в следующем виде:

ми, о загрязненности НВ по их видам. Требуемая точность анализа (ошибка не более 10 %) достигается j S1873 T j при длине подсчета 100…150 мм.

S = z, (5) 1- z 1- Экспрессивный металлографический анализ вклю чений проводили указанным методом с использова- нием оптических микроскопов МИМ-7, МИМ-8.

где z = 10 – координационное число атомов железа.

Шлифы рассматривали при увеличении в 300 раз и Параметры взаимодействия 2-го порядка, вырадлине подсчета 200 мм.

Pages:     | 1 |   ...   | 35 | 36 || 38 | 39 |   ...   | 65 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.