| 2025 №01 (04) |
DOI of Article 10.37434/as2025.01.05 |
2025 №01 (06) |
Журнал «Автоматичне зварювання», № 1, 2025, с. 30-39
Електронно-променеве зварювання елементів газового клапана зі сплаву Mo–Ti–Zr
В.І. Загорніков, В.М. Нестеренков, К.С. Хрипко, О.М. Ігнатуша
ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул Казимира Малевича, 11. E-mail: zagornikov@technobeam.com.uaРозглядаються технологічні прийоми електронно-променевого зварювання, застосування яких дозволило б отримати необхідну якість з’єднань деталей газового клапана зі сплаву Mo–Ti–Zr (TZM), що застосовується у важких умовах атомної промисловості. Відомо, що для одержання зварного з’єднання з відносно високими показниками пластичності вміст кисню не повинен перевищувати тисячних часток відсотка. Для зварних конструкцій застосовують сплави, отримані вакуумно-дуговою та електронно-променевою плавкою. Вони мають значно меншу схильність до утворення пористості у зварних з’єднаннях, ніж аналогічні сплави, виготовлені методами порошкової металургії. Такі сплави можна зварювати, але не завжди ці з’єднання можна використовувати в умовах динамічних навантажень. При виборі оптимальної техніки зварювання деталей газового клапана були враховані технічні вимоги до підготовки кромок, якості зварних з’єднань, наявність відповідного обладнання і технологічного оснащення. Виявлені під час досліджень проблеми складання і подальшого зварювання деталей газового клапана зі сплаву Mo–Ti–Zr (TZM) призвели до потреби змінити конструкцію з’єднань. У результаті запропоновано схему зварювання деталей газового клапана, що використовує відбортовку кромок зварюваного стику. Це призвело до оптимізації форми провару. Запропоновані параметри зварювання і геометрія відбортовки дозволили за рахунок зниження глибини проплавлення в умовах швидкого відведення тепла зменшити ступінь насичення металу шва газами та, як наслідок, отримати достатньо якісні зварні з’єднання. Крім того, при всій різноманітності застосованих під час досліджень технологічних прийомів, доведено пріоритет правильно обраної конструкції кільцевого стику і точності складання зварювального вузла. Бібліогр. 16, табл. 3, рис. 10.
Ключові слова: сплав Mo–Ti–Zr (TZM), електронно-променеве зварювання, мікроструктура, пористість, газовий клапан, відбортовка зварюваних кромок
Надійшла до редакції 20.06.2024
Отримано у переглянутому вигляді 25.10.2024
Прийнято 10.12.2024
Список літератури
1. Трефилов, В.И., Мильман, Ю.В., Фирстов, С.А. (1975) Физические основы прочности тугоплавких металлов. Киев, Наукова думка. https://www.libex.ru/detail/book800094.html2. Platte, W.N. (1956) Influence of oxygen on soundness and ductility of molybdenum weld. Weld. J., 35, 8, 369–381.
3. Platte, W.N. (1957) Effects of nitrogen on the soundness and ductility of welds in molybdenum Weld. J., 36, 6, 301–306.
4. Гуревич С.М. (1975) Сварка химически активных и тугоплавких металлов и сплавов. Киев, Наукова думка.
5. Miao-Xia Xie, Yan-Xin Li, Xiang-Tao Shang et al. (2019) Effect of heat input on porosity defects in a fiber laser welded socket-Joint made of powder metallurgy molybdenum alloy. Materials, 12, 1433. Doi: 10.3390/ma12091433 https://www.semanticscholar. org/paper/Effect-of-Heat-Input-on-Porosity-Defects-in-a-Fiber-Xie-Li/ff3980832c812389e46ff4ffb4fe22d56e40a494
6. Zhang, L.J., Liu, J.Z., Pei, J.Y. et al. (2019) Effects of Power Modulation, Multipass Remelting and Zr Addition Upon Porosity Defects in Laser Seal Welding of End Plug to Thin-Walled Molybdenum Alloy. J. Manuf. Process., 41, 197–207. https://doi.org/10.1007/s00170-020-06482-5
7. Xie, M.X., Li, Y.X., Shang, X.T. et al. (2019) Microstructure and Mechanical Properties of a Fiber Welded Socket-Joint Made of Powder Metallurgy Molybdenum Alloy. Metals, 9, 640. https://doi.org/10.3390/met9060640
8. Zhang, L.L., Zhang, L.J., Long, J. et al. (2019) Enhanced mechanical performance of fusion zone in laser beam welding joint of molybdenum alloy due to solid carburizing. Mater. Des., 181, 107957. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107957
9. Zhang, L.L., Zhang, L.J., Long, J. et al. (2019) Effects of titanium on grain boundary strength in molybdenum laser weld bead and formation and strengthening mechanisms of brazing layer. Mater. Des., 169, 107681. https://www. sciencedirect.com/science/article/pii/S0264127519301182 https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107681
10. Мушегян В.А. (2009) Электронно-лучевая плавка восстановленного концентрата молибдена. Современная электрометаллургия, 4, 26–28. Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины. УДК 669.187.526:51.001.57
11. Крайников А.В., Морито Ф. ,Слюняев В.Н. (1997) Примесное охрупчивание зоны термического влияния свариваемых сплавов на основе молибдена. Международный журнал тугоплавких металлов и твердых материалов, 15, 5–6, 325-339. https://doi.org/10.1016/S0263-4368(97)87507-5
12. Stütz, M., Oliveira, D., Rüttinger, M. et al. (2016) Electron Beam Welding of TZM Sheets. Mater. Sci. Forum, 879, 1865– 1869. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.879.1865
13. Корнеев Н.И., Певзнер С.Б., Разуваев Е.И., Скугарев И.Г. (1967) Обработка давлением тугоплавких металлов и сплавов. Москва, Металлургия.
14. Wang Jiteng, Wang Juan, Li Yajiang and Zheng Deshuang (2014) Progress of Research on Welding for Molybdenum Alloys. High Temp. Mater. Proc. 33(3), 193 – 200. DOI: 10.1515/htmp-2013-0037
15. https://www.researchgate.net/publication/272570992_Progress_ of_Research_on_Welding_for_Molybdenum_Alloys14
16. Скрябінський В.В., Нестеренков В.М., Русиник М.О. (2020) Електронно-променеве зварювання з програмуванням розподілу густини потужності променя. Автоматическая сварка, 1, 51–56. https://patonpublishinghouse. com/rus/journals/as/2020
17. Ковбасенко С.Н., Якубовский В.В., Иващенко Г.А. и др. (1987) Способ электронно-лучевой сварки высокопрочных сталей. А.с. 1355411СССР, МКИ 3 В23К 15/00. Бюл. № 8.
Реклама в цьому номері:
