Особенности капиллярных волн в парогазовом канале при электронно-лучевой сварке металлов большой толщины

Abstract

Изучены особенности собственных колебаний жидкого металла на стенках парогазового канала. Показано, что при сварке равномерно движущимся электронным лучом на поверхности расплава под действием силы реакции давления отдачи, возникающей в результате взаимодействия электронного пучка с передней стенкой канала, образуются капиллярные волны, имеющие дискретный спектр собственных частот, плотность которого возрастает с увеличением глубины проплавления. Получено дисперсионное соотношение для капиллярных волн на внутренней поверхности цилиндрического канала. Подобные низкочастотные колебания расплава могут приводить к нестабильности сварочного процесса.

Features of natural oscillations of liquid metal on the vapour-gas channel walls have been studied. It is shown that in welding with a uniformly-moving electron beam capillary waves form on the melt surface under the impact of reaction force of recoil pressure, arising as a result of electron beam interaction with the channel front wall. These capillary forces have a discrete spectrum of natural frequencies, the density of which increases with the penetration depth. A variance relation has been derived for the capillary waves on the inner surface of a cylindrical channel. Such low-frequency oscillations of the melt may result in instability of the welding process.