Установка для лазерно-дуговой обработки металлических изделий

(51 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ тель- тех- мип 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовский, проектно-конструкторскийнологический институт электротеческого оборудования и Научно-идовательский институт интроскоп(57) Изобретение относится к установке для Лазерно-дуговой обработкиметаллических изделий. Бель изобретения - повышение производительностии качества обработки путем регулирования поглощаемого изделием излуче 2 ния и стабилизации дуги. Установка содержит систему поворота и фокусировки лазерного излучения 1. вктачаощую поворотное зеркало 2, фокусирув" . щую линзу 3 и датчик 5 мощности, дуговую горелку (ДГ) 6 и источник 7 итания. Оправка 9 соединена с кожухом 4 системы поворота и фокусировки излучения. На оправке шарнирно закреплен трехкоординатный узел 8 позиционирования ДГ б, Датчик 5 мощности электрически связан через регулирую 1 цее устройство 10 с узлом 8 и источником 7 питания ДГ 6, Использование данной установки позволяет произвольно ориентировать дуговуюу горелку по отношению к пятну лазерного воздействия на поверхности обрабатываемого изделия, Также установка позволяет при повышенной производительности (скорости) обработки обеспечить ее высокое качество (геомет- Б ,рия обрабатываемой полосы, глубина ;упрочненного слоя). 1 ил.Изобретение относится к термообрдботке, ндплавке и другим процес-.сам, в которых на изделия воздействуют концентрированным лазерно-дуго 5ным потоком энергии, и может бытьисггользонано н эпектротехцической,машиностроител ной и других отрасляхггромьгшленности.Цель изобретения - повышениепроизводительности и качества обработки путем регулирования поглощаемого изделием теплового потока и стабилизации дуги.На чертеже изображена схемаустановки,Установка содержит лазер (не показан), систему поворота и Фокусировки лазерного излучения 1, включающуюкак минимум одно поворотное зеркало2 и Фокусирующую линзу 3, заключенные н кожух 4, датчик 5 мощности,измеряющий мощность излучения, дуговую горелку 6 с источником 7 питания,узел 8 трехкоординатного позициониронания, шарнирно закрепленный нд поворотной кольцевой оправке 9, которая установлена на кожухе 4.Датчик 5 мощности электрически. связан через регулирующее устройство10 с узлом 8, который соединен с дуговой горелкой 6.Установка работает следующимобразом,В процессе обработки изделий35горелка перемещается по генеральной.траектории по отношениюк зоне ноздействия излучения и дугового разряда 2. С помощью кольцевой оправки9 она вместе с узлом 8 позиционирования может занять любое положение относительно пятна воздействия лазерного излучения спереди, сзади пятнаили сбоку (по отношению к траектории). Преимущественное положение 45горелки б и пятна диктуется даннымтехнологическим процессом. Например,для закалки электрод должен находиться перед пятном лазерного воздействия по траектории перемещения, Этосвязано с тем, что чрезвычайно важно иметь большую скорость охлажденияповерхности, а это обеспечиваетсярезко очерченным задним Фронтом пятналазерного воздействия, Передний Фронт55пятна лазерно-дугового воздействиянесколько рдзмдздн, особенно прибольшом относительном дуговом знерговклдде по отношению к лазерному,С помощью уэлд 8 позиционирования горелка 6 в общем случае перемещается н трех координатах по командам регулирующего устройства 1 О. Это необходимо, например, для стабилизации дуги (из-за ускорения электрода и других причин) и для механического поджига дуги касанием электрода поверхности дуги - с использованием вертикальной составляющей позиционирования, По сигналу ддтчика мощности и случае изменения распределения энергии в пучке лазерного излучения регулирующее устройство 10 выдает команды узлу 8 позиционирования и путем перемещения горелки 6 н г оризонтальггой плоскости компенсируется деФицит энерговклада в различные участки зоны обработки, При изменении суммдрной мощности лазерного излучения датчик 5 сигнализирует обэтом, и регулирующее устройство 1 0 воздействует на источник 7 ггита ния горелки б,Регулирующее устройство 10 содержит н себе две системы: регуляторсуммарной мощности (он воздействует на ток дуги) и регулятор распределения энергии излучения (он воздействует на узел 8 позиггиониронания). Ожидаемый ток использования изобретения, положительный эФФект, обусловлен наличием гибкой взаимосвязи элементов установки. Поскольку установка снабжена имеющей возможность поворота оправкой (соединенной с системой поворота и Фокцентровки лазерного излучения) с шарнирно закрепленным на ней трехкоординатным узлом позиционирования, соединенным с дуговой горелкой, последний может быть произнольно ориентирован по отношению к пятну лазерного воздействия на поверхности обрабатываемого изделия.В зависимости от требований технологического процесса необходимая ориентация горелки и пятна достигается тем, что датчик мощности лазерного излучения электрически связан через регулирующее устройство с узлом позиционирования и с источником питания дуговой горелки. Регулирующее устройство, реализуя необходимый алгоритм, управляет положением горелки и током дугового разряда с учетом сигнала от датчика мощности излучения,формула изобретения Установка для лазерно в дуговой обработки металлический иэделий, соСоставитель Н.КузовкинаТехред Л.Сердюкова Корректор М,Кучерявая Редактор И.Дербак Заказ 265 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР11303 5, Москва, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 5 1В результате оперативно и точно осуществляется отработка необходимых основных технологических параметров; энерговклада в зону обработки, размера и формы этой эоны. Установка позволяет при повышенной производительности (скорости) обработки обеспечить ее высокое качество (гео - метрия обрабатываемой полосы, глубина упрочненного слоя). При использовании устройства достигаются и другие цели; автоматизация процесса обработки и повьппение культуры производства. 5412826держащая лазер, систему поворота ифокусировки лазерного излучения, датчик его мощности, дуговую горелку систочником питания, о т л и ч а ющ а я с я . тем, что, с целью повьппения производительности и качестваобработки путем регулирования поглощаемого изделием теплового потокаи стабилизации дуги, установкаснабжена имеющей возможность поворота оправкой с шарнирно закрепленнымна ней трехкоординатным узлом позиционирования, соединенным с дуговойгорелкой, датчик мощности электрически связан через регулирующее устройство с узлом позиционирования и с источником питания дуговой горелки, аоправка соединена с системой поворо 2 О та и фокусировки лазерного излучения,