Способ контроля глубины проплавления при электронно-лучевой обработке

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ВОЗ В 23 К 15/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОР У СВИДЕТЕЛЬС втома 48 -ажно относится к электронботке, в частности кля глубины проплавлеИзобретение о-лучевой обр пособам контр ия я является повыш. и автои игается бланый луч мои колебанияектронов, улируюших конергию элект- определяют оду На чертеже ления способа.Сформирован пушкой 1 элект через модулято оказана схема осуществ щ электронно евои нный луч 2 пр 3, на вход ко одит рого ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМОРИ ГКНТ СССР(71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики и Лианозовский электромеханический завод (72) В.ф.Резниченко, Б.А.Снедков и В.М.Кордун(56) Реферативный журнал "Сварка", 1974, Р 6, реф. 6.63.406.Нестеренко В.М. и Ковбасенко С;Н. Контроль глубины проплавления по ин. фракрасному излучению корня шва,при электронно-лучевой сварке. - "А тическая сварка", 1976, Р 12, с нИзвестен способ контроля за глубиной проплавления, при котором производят спектральный анализ для определения вещества-индикатора, размещенного на заданных глубинах по толщине обрабатываемого материала.Недостатком способа является невозможность автоматизировать процесс обработки материала из"за длительности переработки информации.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ контроля глубины проплав ления при электронно-лучевой обработке по излучению от зоны обработкиНедостатком способа является низкая эффективность контроля и невоз 80, 818092 А 1(54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЛУБИНЫ ПРОПЛАВЛЕНИЯ ПРИ ЭЛЕКТРОННО-.ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКЕ, по излучению от зоны обработки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,:что, с целью повышения эффективностиконтроля и автоматизации процесса,электронный луч модулируют электромагнитными колебаниями, энергию отраженных электронов, следующих с частотой модулирующих колебаний, преобразуют в энергию электромагнитйых колебаний.и определяют разность фаз междуэтими и модулирующими колебаниями. автоматизации процесса из-знерционности используемого ольшои иетода.Целью изобретениние эффективности контролтизации.процесса.Поставленная цель достодаря тому, что электрондулируют электромагнитнымими, энергию отраженных элследующих с частотой модебаний, преобразуют в эомагнитных колебаний иазность фаз между этимишими колебаниями.с генератора 4 поступают электромаг-нитные колебания частотой Г 4.Из модулятора 3 выходят промодулированный по плотности электронныйлуч, который представляет собой последовательные электронные сгустки,.следующие с частотой модуляции й,Этот электронный луч попадает на поверхность обрабатываемого материала5, вызывая ряд физических .эффектов(плавление, испарение материала, об-.разование канала проплавления и т,д,),и частично отражается от области взаимодействия луча с обрабатываемым ма" 1териалом. Часть отраженных электронов б, следующих с частотой модулирующих колебаний, попадает в преобразователь 7, где их энергия преобразуется в.энергию электромагнитных колебаний с частотой Го р; причем Гоар=щ 2 . С выхода преобразователя 7модеэти колебания поступают на вход фазового дискриминатора 8, где фаза этих. колебаний 7 сравнивается с фазойфтрмадулирующих колебаний, поступающих сгенератора 4 на другой вход фазовогодискриминатора 8,По разности фаз Д.1= 3- Зефирпри прочих равных условиях определя-ют суммарное время пролета первичныхэлектронов .от места модуляции .до области взаимодействия и обрабатываемымматериалом и время пролета отраженныхэлектронов от области взаимодействиядо места преобразования, т.е. факти 35чески - расстояние модулятор-поверхность обрабатываемого материала -глубина обработки плюс глубина обработки - поверхность материала - пре-.образователь. .При постоянном положении модулятора 3, преобразователя 7 и поверхности обрабатываемого материала 5 д Э зависит только от глубины обработки, 4. Изменение глубины проплавления, т.е,изменение положения области взаимо-. действия технологического луча с обрабатываемым материалом, изменит длину пути,"Проходимого электронными сгустками, что сразу вызовет однозначное пропорциональное изменение разности фаз А д . Таким образом по разности фаз б 7нотр - мед определяют глубину обработки. На выходе фазового дискриминатора 8,получают сигнал П который можно подавать на вход системы автоматического управления электронным лучом по глубине обработки, причем Пф есть некоторая функция дЭ, а ДЗ, в свою очередь, есть (при прочих неизменных условиях) функция только глубины обработки.-1Экспериментальная проверка способабыла осуществлена на электронно-лучевой сварочной установке ЭЛУс пушкой ЗП/2,5. При этом в качествемодулятора была испольозвана системавзаимодействия от электровакуумногоприбора КТУ, в качестве преобразователя использовали аналогичную систему взаимодействия, выходной сигналрегистрировали цифровым вольтметромБ 7-16. При сварке стали Х 18 Н 10 Т толщиной 10 мм при изменении тока лучаот 20 до 65 мА (при неизменной скорости сварки, равной 35 м/ч и неизменной фокусировкевыходной сигналменялся от 62 мВ до 104 мА строго всоответствии с изменением глубины проплавления во время процесса сварки,что подтвердило исследование макрошлифов поперечного сечения шва.Способ. контроля глубины обработкиявляется практически безынерционным,что позволяет его использовать в автоматическом управлении. Кроме того,способ позволит снизить процент бракапри электронно-лучевой сварке и размерной обработке,818092 Составитель В.Мельниковилиппова Техред М.Дидык Корректор М.Пожо актор За Гагарин венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород ои 2030 Тираж 636Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская н дписноеоткрытиям при ГКНТ СССР