• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
05.04.2023
ПНИПУ
224

В Перми разработали устройство для повышения качества электронно-лучевой сварки

4.5

Электронно-лучевая сварка представляет собой воздействие на металл направленным потоком энергии. Качество получаемых сварных швов зависит от качества используемого «инструмента» - электронного луча. Характеристиками луча являются распределение плотности мощности, фокусировки и геометрических размеров. Однако при настройке процесса электронно-лучевой сварки эти параметры никогда в явном виде не контролируются, что приводит к низкой воспроизводимости качества сварных соединений. При этом электронно-лучевая сварка зачастую является финишной операцией при изготовлении дорогостоящих изделий, когда стоимость ошибки может приводить к потерям, превышающим десятки миллионов рублей. Учеными Пермского Политеха было разработано устройство, которое позволяет получать реальные пространственные и энергетические характеристики электронного пучка. Благодаря этому результат сварки становится более прогнозируемым, а сварные швы – более качественными и надежными.

В Перми разработали устройство для повышения качества электронно-лучевой сварки / ©Getty images / Автор: Pinaria Caprarius

Статья, подготовленная в соавторстве с учеными Хуачжунского университета науки и технологий, опубликована в журнале «СТИН». Технология электронно-лучевой сварки получила широкое распространение в отраслях промышленности, где крайне важно качество сварных соединений. Прежде всего, это приборостроение, энергетическое машиностроение и аэрокосмическая отрасль.

Высокое качество сварных соединений обеспечивает сама суть технологии. Электронно-лучевая сварка проводится в вакууме. Поток электронов направляется на обрабатываемую поверхность. При соударении с поверхностью кинетическая энергия электронов преобразуется в тепло, за счет концентрированного ввода энергии происходит локальное закипание и расплавление металла. В результате получаются глубокие и узкие сварные швы с минимальной зоной термического влияния.

Устройство для определения распределения плотности тока / ©Пресс-служба Пермского Политеха

Электронно-лучевой сварка обладает высоким потенциалом к автоматизации процесса, поэтому совершенствование технологии представляет реальный интерес для науки и техники. Повысить качество сварки поможет устройство, разработанное учеными Пермского Политеха. Оно позволяет получать реальные пространственные и энергетические характеристики электронного пучка с использованием методов компьютерной томографии.

«Разработанное устройство позволяет повысить точность измерения параметров электронного пучка за счет использования коллектора первичных электронов специальной формы. Он устроен таким образом, чтобы минимизировать влияние отраженных электронов. Также в конструкции устройства была использована диафрагма с набором узких и широких радиальных щелей, что позволяет выполнять дифференциальные и интегральные измерения параметров электронного пучка, а также повышает точность измерения параметров для пучков малых поперечных размеров. В итоге, мы получаем функциональное и достаточно простое в изготовлении устройство, которое позволяет с высокой точностью измерять характеристики электронных пучков», — рассказывает научный сотрудник лаборатории методов создания и проектирования систем «материал-технология-конструкция» Глеб Пермяков.

Схема измерения плотности тока луча / ©Пресс-служба Пермского Политеха

«Электронный пучок несколько раз сканирует щелевую диафрагму по круговой развертке, в результате регистрируется выходной сигнал, представляющий из себя серию импульсов, каждый из которых соответствует пересечению пучка одной из щелей диафрагмы. Выходной сигнал обрабатывается с применением метода синхронного накопления, который сокращает влияние случайных помех и метода компьютерной томографии, что позволяет с высокой точностью определять реальные пространственные и энергетические характеристики электронного пучка.

Применять данную методику можно для диагностики электронно-лучевых пушек или наладки процесса электронно-лучевой сварки. Также реальные параметры электронного пучка можно использовать для уменьшения возможных погрешностей при моделировании процесса сварки», — поясняет профессор кафедры сварочного производства, доктор технических наук Дмитрий Трушников.

Благодаря этой разработке пермских ученых электронно-лучевая сварка станет еще эффективнее. Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России, Министерства образования и науки Пермского края и Российского фонда фундаментальных исследований в соответствии с целями программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 20:04
Юлия Трепалина

Для профилактики алкоголизма среди молодежи важно не только понимать, что побуждает употреблять спиртное, но и знать, почему молодые люди могут отказываться от выпивки. Более десятка таких причин в недавнем исследовании привели ученые из Соединенных Штатов. Комплексный учет мотивов позволит предупреждать развитие пагубной привычки, отметили специалисты.

Вчера, 11:39
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

Вчера, 17:59
Татьяна

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

Позавчера, 18:00
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

13 июля
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно