108

лет на благо России

АО « ЦНИИМ »

191014, Санкт-Петербург, ул.Парадная, 8
Тел/Факс: (812)271-49-72
 Email: info@cniim.com

Slider

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ СВАРКА

АО «ЦНИИМ» обладает уникальным многолетним опытом исследования и разработок в области сварочных технологий. Выполнение ряда технических задач требуют особых условий сварочного процесса, которые возможны лишь с использованием электронно-лучевого оборудования и специальных вакуумных камер, минимизирующих воздействие различных излучений.
Институт в настоящее время обладает двумя установками для электронно-лучевой сварки, ЭЛУ-20А и ЭЛУ-5М, которые позволяют выполнять широкий спектр высокотехнологичных сварочных работ с различными материалами большого диапазона габаритов. При этом сварка осуществляется за один проход, без разделки кромок.
Электронно-лучевая установка ЭЛУ-20А
Назначение и область применения:
Установка ЭЛУ-20А предназначена для электронно-лучевой сварки в вакууме объёмных изделий, а также тел вращения из жаропрочных, титановых, алюминиевых сплавов, меди и её сплавов. Электронная пушка расположена внутри рабочей камеры. Сварка осуществляется за один проход, без разделки кромок.
Толщина свариваемых материалов:
─ нержавеющие и конструкционные стали: до 100 мм;
─ титан и его сплавы: до 150 мм;
─ алюминий и его сплавы: до 200 мм;
─ медь и её сплавы: до 100 мм.

Технические данные и характеристики:
Внутренние размеры вакуумной камеры
длина, мм                                                                                                                       4000
ширина, мм                                                                                                                    2000
высота, мм                                                                                                                     2000
Параметры свариваемых изделий:
при сварке объёмных изделий
длина, мм                                                                                                                       3600
высота, мм 800
ширина, мм                                                                                                                    1000
при сварке тел вращения с горизонтальной осью
макс. диаметр, мм                                                                                                        1200
макс. длина, мм                                                                                                            3000
при сварке тел вращения с вертикальной осью
макс. диаметр, мм                                                                                                        1200
макс. высота, мм                                                                                                           1400
Скорость сварки, м/ч                                                                                                  5-100
Рабочее давление, Па (мм. рт. ст.)                                                                          6,7х10-3 (5х10-5)
Время достижения рабочего давления, мин.                                                      120 ±10
Вес сварных металлоконструкций, кг.                                                                   3000

Технические характеристики энергооборудования:
Энергоблок ЭЛА-60Б
Номинальное ускоряющее напряжение, кВ.                                                        60±0,6
Номинальная мощность, кВт                                                                                     60± 1,2
Номинальный ток луча, А                                                                                            1±0,01
Лаборатория электронно-лучевой сварки. (слева расположена установка ЭЛУ-5М)
Сварной шов, выполненный электронно-лучевой сваркой.
(алюминиевые сплавы, толщина 30 мм. + 10 мм — «замок»)
Электронно-лучевая установка ЭЛУ-5М
Назначение и область применения:
Установка ЭЛУ-5М предназначена для электронно-лучевой сварки в вакууме кольцевых швов на изделиях, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также для сварки изделий с продольными швами. Сварка осуществляется за один проход, без разделки кромок.

Толщина свариваемых материалов:
— тугоплавкие и легко окисляющие металлы: 0,3 — 3 мм;
— нержавеющие и конструкционные стали: 0,3 — 30 мм;
— титан и его сплавы: 0,3 — 30 мм;
— алюминий и его сплавы: до 40 мм;
— медь и её сплавы: 0,3 — 10 мм.
Технические данные и характеристики:
Габаритные размеры камеры (внутренний диаметр — длина), мм.              Ø800 -1800
Параметры свариваемых изделий:
— кольцевые швы диаметром, мм.                                                                           Ø6-200
— торцевые швы, мм.                                                                                                    Ø150 (при максимальной высоте изделия 200мм)
— стыковые швы (продольные), мм.                                                                        400
Скорость сварки, м/ч 0,5-100
Рабочее давление, Па (мм. рт. ст.)                                                                           6,7 х 10-3 Па (5 х 10-5)
Время достижения рабочего давления, мин.                                                       50±10
Вес сварных металлоконструкций, кг.                                                                     50

Технические характеристики энергооборудования:
Источник питания                                                                                                           ЭЛА-15
Номинальное ускоряющее на                                                                                    60 кВ.
Номинальная мощность, кВт                                                                                       15
Номинальный ток луча, mА                                                                                         250
Уникальность процесса ЭЛС заключается в том, что за счёт специфики энергетических параметров электронного луча (плотность мощности составляет до 1х107 Вт/см2), наличия надёжной защиты зоны сварки, рафинирующего воздействия вакуумной среды на жидкий металл сварочной ванны, высоких скоростей кристаллизации металла шва, возможно получение сварных соединений с прочностью, не уступающей прочности основного металла. Коэффициент формы сварного шва при ЭЛС ψ ≥ 20:1.
Существенное снижение размеров (3 — 5 раз) зоны термического влияния за счёт малой величины погонной энергии (в 4 — 5 раз меньше, чем при дуговой сварке) и, соответственно, значительное снижение деформаций сварных конструкций по сравнению с обычными способами сварки (при ЭЛС возможно соединение деталей после окончательной механической обработки). ЭЛС обеспечивает уменьшение протяженности зоны термического влияния и снижение возможности рекристаллизации основного металла в ней.
Сравнительные характеристики основных источников сварочного нагрева

Источник


Наименьшая площадь поперечного сечения, см²


Наибольшая плотность мощности,
Вт/см²

Кислородно- ацетиленовое пламя

Электрическая дуга

Электронный луч

Лазерный луч

10 -2

10 -3

10 -4

10 -6

5 · 10 4

10 5

1 · 10 7

10 9

В 2008, 2011 и 2014 г. в АО «ЦНИИМ» были проведены три международные конференции «Технологии и оборудование ЭЛС». Проведение четвертой конференции намечено на 2020 г.