Отработку режимов электронно-лучевой сварки расфокусированным электронным лучом с низким ускоряющим напряжением проводили на листовых образцах из сплавов ниобия ВН-2АЭ, ЭЛН-1 и стали 12Х18Н10Т размерами 100 X 70 мм при толщине 2—5 мм, а также на цилиндрических образцах из сплава ниобия ВН-2АЭ, ВН-5АЭ, НЧ и стали 12Х18Н10Т с внешними диаметрами 12, 14, 30, 32 и 95 мм и толщиной стенок 0,3—4,0 мм.

Для выявления влияния состояния поверхности ЫЬ на смачиваемость расплавленной сталью ее наносили на ниобий с различной подготовкой поверхности (в состоянии поставки, после зачистки шкуркой и химического травления). Во всех случаях перед экспериментом образцы промывали спиртом.

Изменение высоты микронеровностей и их геометрию в зависимости от способа подготовки поверхности записывали на профилограммах с

6,град;З.мм2

Сталь 12Х18Н10Т

60

го

1

Рис. 91. Схема процесса электронно-лучевой сварки ниобия со сталью расфокусированным лучом.

Рис. 92. Зависимость смачиваемости расплавленной сталью поверхности ниобия при температуре 1653 К от ее подготовки: 1 в состоянии поставки: 2 —■ после зачистки шкуркой: 3 — после травления.

помощью профилометра-профилографа конструкции завода «Калибр».

Результаты исследований показали (рис. 92), что лучшая смачиваемость имеет место при химическом травлении (в растворе 60% НЫ03 + 40 % №), так как при этом наиболее полно удаляются поверхностные жиры, оксиды и улучшается микрорельеф поверхности ниобия. Несколько худшую смачиваемость расплавленной каплей стали поверхности N6, обработанной шкуркой, можно объяснить неполным удалением поверхностных оксидов и других загрязнений, а также внедрением абразива.

Как отмечено в гл. 2, краевой угол смачивания, замеренный по застывшей капле, не отражает значений истинного краевого угла при

жидком состоянии капли. Для определения истинного краевого угла смачивания в зависимости от состояния поверхности и времени при постоянной температуре 1673 К в процессе растекания расплавленной стали по N5 проводилась киносъемка. Истинный краевой угол значительно больше краевого угла, замеренного по застывшей капле: 6ЖИДК = 1,46тв. Пло-

ОпродоВанные № \Сталь[ УТІЬ XI

№ КСталь) I Ай

Л»

Сталь] \ НЬ

Сталь]

Рекомендуемые

СтальЛ Щ АЙІ8І

135] №

а

Телескопические соединения

Рис. 93. Типы сварных соединений из листовых материалов (а) и труб (б).

щадь растекания зависит лишь от объема расплавленной стали и степени разогрева твердого КЬ, которая легко регулируется смещением пятна нагрева либо на N5, либо на сталь. Обратная сторона шва формируется удовлетворител ьно.

Непосредственно перед загрузкой в камеру кромки свариваемых образцов протирали этиловым спиртом.

Опробование различных типов сварных соединений из листовых материалов (рис. 93, а) показало, что наиболее технологичными из них при сварке металла толщиной до 3 мм являются соединения в стык и нахлес-точное с отбортовкой кромок на стали. При сварке металла толщиной более 3 мм в связи с трудностью отбортовки кромок у стали удобнее применять

соединения со вставкой из стали. Изменением величины отбортовки или вставки можно легко регулировать количество расплавленной стали. Типы сварных соединений цилиндрических образцов, опробованных в работе [1831, представлены на рис. 93, б.

При электронно-лучевой сварке стыковых соединений 1ЧЬ со сталью лучшее формирование шва получено при диаметре пятна нагрева 10—12 мм и расположении его центра по стыку. Сварку телескопических соединений из труб осуществляли в два прохода. При первом электронный луч смещали на ниобий и разогревали его до температуры взаимодействия со сталью, при втором проходе луч смещали в сторону стали таким образом, что две трети диаметра электронного луча приходилось на сталь и одна треть — на ниобий. Режимы электронно-лучевой сварки N5 со сталью представлены в табл. 14. Отклонение параметров режима по току луча на —5.—20% от номинального не влияет на качество и характер формирования сварного соединения.

Особенностью образования соединения КЬ со сталью при сварке расфокусированным электронным лучом является относительно большое время взаимодействия с расплавленной сталью при тем-