Способ слежения за стыком при лучевой сварке

,ЯО 139183 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ есчетно СССР1980.790,А СТЫК к технологии етения являет- сварке металучевой сварке ыком исполье из корневой вишь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54) С ПОС ОБ СЛ ЕЖЕ Н ИЯПРИ ЛУЧЕВОЙ СВАРКЕ(57) Изобретение относитсялучевой сварки. Целью изобрся повышение точности прилов большой толщины. При лдля совмещения луча со стзуют рентгеновское излучени 511 4 В 23 К 15/00, 26/00 Ю, .,4 части зоны сварки. Преобразуют это излучение в электрический сигнал в виде двугорбого импульса. Совмещение луча со стыком осуществляют по временному интервалу между максимальными значениями амплитуды импульса. Для получения сигнала используют коллиматор, щели которого располагают как поперек, так и вдоль стыка. При поперечном размещении щели интенсивности рентгеновского излучения при наличии и отсутствии стыка отличаются незначительно. При продольном относительно стыка размещении щели коллиматора и поперечном сканировании датчика выделяется двугорбый импульс, особенно четкий при соизмеримых размерах ширины щели и величины зазора в стыке. 4 ил., 1 табл.1Изобретение относится к технологии лучевой сварки.Целью изобретения является повышение точности при сварке металлов больших толщин.На фиг. 1 изображена схема осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - схема управления лучом; на фиг. 3 - схема устройства щелевого коллиматора рентген- телевизионного датчика; на фиг. 4 - временные диаграммы преобразования сигналов.При слежении за стыком при лучевой сварке совмещение луча 1 со стыком 2 осуществляют по сигналу из видимой области спектра излучения из зоны сварки. При этом используют рентгеновское излучение из корневой части 3 зоны сварки, преобразуют его в электрический сигнал в виде двугорбого импульса 4, а совмещение луча 1 со стыком осуществляют по временному интервалу между максимальными значениями амплитуды импульса 4 (фиг. 1, 2 и 4).Обычно ось луча 1 не совпадает с плоскостью стыка 2 свариваемого изделия 5, поэтому при наведении луча 1 на верхнюю часть стыка 2 в корневой части 3 зоны сварки образуются несплавления. Для устранения несплавлений ось луча 1 совмещают с серединой стыка 2 в его корневой части 3, Величина корневой части 3 стыка 2 составляет 10 - 15 Я от толщины свариваемого изделия 5.Контрольную информацию о середине корневой части 3 стыка 2 и оси луча 1 получают в виде рентгеновского излучения, которое образуется за счет взаимодействии луча 1 с расплавленным металлом, Датчик 6 ренгеновского излучения со щелевым коллиматором 7 располагают со стороны электронно-лучевой пушки 8 в плоскости стыка 2, а основную щель 9 коллиматора 7 ориентируют поперек стыка 2. В качестве датчика 6 используют рентгентелевизионный видикон или рентгеновский детектор на основе микроканальных пластин, Рентгеновское излучение, принимаемое из корневой части 3 и характеризующее его пространственное положение относительно луча 1, проходит к мишени рентгенвидикона через основную щель 9 коллиматора 7, причем ось коллиматора 10 направлена на середину корневой части.Вспомогательные щели 11 коллиматора предназначены для наблюдения процесса сварки. Ширина любой щели 9, 11 соответствует нескольким телевизионным строкам рентгенвидикона. Проходящее через щель 9 рентгеновское излучение проецируется на мишень рентгенвидикона на несколько телевизионных строк и усредняется по кадру вдоль стыка 2 с учетом скоростей сварки и обработки информации, в результате чего при кратковременном пропадании информации, связанном со значительным уменьше 40 45 50 55 Двугорбый импульс 4 поступает на входы формирователей 16, 17 спектра фильтров низких и высоких частот, а на выходе последних получают отфильтрованные импульсы 14, 15. Импульсы 14, 15 по уровням 18 и 19 ограничивают в блоках 20, 21, а затем преобразуют их в прямоугольные импульсы 22 и 23 с длительностями 24, 25 в формирователях 26, 27 импульсов, Затем в устройствах 28, 29 обработки информации выделяют середины импульсов 22, 23 (фиг. 4) и получают строб-импульсы 30, 31 с их временным положением 32, 33, которые поступают на входы триггера 34. С выхода триггера 34 получают импульс 35 с длительностью 36, соответствующей временному и пространственному рассогласованию луча 1 и стыка 2. Это рассогласование подают на вход преобразователя 36 длительности амплитуды, с выхода которого оно в виде регулирующего воздействия 37 (постоянное напряжение или ток) поступает на исполнительный орган 38, управляющий лучевым перемещением источника 8 (электроннолучевая пушка или лазер),21нием ширины зазора в стыке 2, вероятность сбоя работы устройства значительно уменьшается, а его помехоустойчивость возрастает, что позволяет повысить точность слеженияОсь коллиматора 10 перед сваркой направляют на середину корневой части 3 стыка, глубину залегания которой определяют ориентировочно расчетным путем с учетом угла наклона датчика 6 и зависит от 10 толщины свариваемого изделия 5.В процессе сварки рентгеновское излучение от плазмы, образующейся в корневой части 3, поступает на рентгентелевизионный датчик 6, сквозь свариваемое изделие 3 и стык 2, где преобразуется в двугорбый импульс 4. Ось 12 обозначает ординату времени. Импульс 13 состоит из двух импульсов 14 и 15, причем импульс 14 соответствует полному рентгеновскому излучению плазмы, проходящему сквозь свариваемое изделие 5, а импульс 15 - тому же излучению, но проходящему сквозь стык 2 с меньшим поглощением,Максимальные значения амплитуды импульсов 14 и 15 зависят от типа и толщины свариваемого изделия 5, а также вели чины зазора в стыке 2. Так, при гарантированной ширине зазора в стыке 2 амплитуда импульса 15 больше, чем импульса 14 при произвольной, реальной величине зазора в стыке 2, амплитуды импульсов также могут быть произвольными, а при значительном пространственном расеогласовании луча 1 и стыка 2, когда импульс 15 от стыка 2 находится в начале восходящей или в конце нисходящей ветви кривой пространственного рентгеновского излучения, амплитуда импульса 14 больше, чем импульса 15.351391834 10 15 Формула изобретения 20 25 30ДиаСпособ Мате- Ток Угол СкаУскоренВели- РегуПоло- Ши- жение Тип Тип нирование попериал свар чина зазометр,от -верстия,лируемый крис- талла кол -ли- матоки, мА ное щели на напряжера в парасты- метрке,мм колще - лимарек ра ли,стыка ние,кВ тора мм мм 1 1 45 Щеле- Попевсй рек Иа(Те) тный миниевый сплав 7075 с стыка цент- ральным отверстием То же То же50 100 Алюми -1 1 С цен- тральПред -лага- ниевый емый ным отверстием сплав АМТ - 6 То же 0,2 40 Регу- - 45 +40 60 120 60 0,05 1, -О, 7 Торок. Щеле- Попевой рек лирувдоль емаястыка 70,2 3При использовании вместо частотной селекции, осуществляемой фильтрами 16, 17, селекции по длительности точность слежения может быть дополнительно увеличена.При совпадении оси луча 1 с серединой стыка 2 их рассогласование отсутствует, а длительность 36 импульса 35 равна нулю (или стремится к нулю). При этом знак рассогласования определяют известным путем.При значительном рассогласовании луча 1 и стыка 2 импульс 15 отсутствует. В этом случае осуществляют приблизительное совмещение луча 1 с верхней частью стыка 2 визуально, вручную или включают поперечное относительно плоскости стыка 2 сканирование луча 1 с малым током, известным путем автоматически обнаруживают стык 2, совмещают его с осью луча 1 и включают рабочий режим сварки.Пример. Эксперимент проводили на установке ЭЛУ с использованием пушки КЭПи источника питания У.Условия и результаты эксперимента приведены в таблице.Ц 1 ель коллиматора располагали поперек и вдоль стыка. При поперечном размещении щели интенсивность рентгеновского излучения, регистрируемая интегральным датчиком на крисстале Ха 1(те) при наличии и отсутствии стыка, отличалась незначительно ввиду существенной разницы длительности импульсов. В этом случае импульс от стыка выделяли только с помощью рентгентелевидения. Извес- Алю 50 При продольном относительно стыка размещении щели и поперечном сканировании датчика выделяли двугорбый импульс особенно при соизмеримых размерах ширины щели и величины зазора в стыке. Точность контроля определялась шириной щели.При поперечном размещении щели импульс от излучения проходящего через свариваемое изделие выделялся устойчиво, а импульс от стыка отсутствовал.При продольном размещении щели и негарантированном зазоре в стыке импульс от излучения, проходящего через свариваемое изделие, также выделялся устойчиво, а импульс от стыка - неустойчиво ввиду недостаточной величины зазора в стыке и пространственно-временной нестабильности рентгеновского излучения. Способ слежения за стыком при лучевой сварке, при котором совмещение луча со стыком осуществляют по сигналу из видимой области спектра излучения из канала проплавления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при сварке металлов больших толщин, используют рентгеновское излучение из корневой части канала проплавления, преобразуют его в электрический сигнал в виде двугорбого импульса, а совмещение луча со стыком осуществляют по временному интервалу между максимальными значениями амплитуды этого импульса.1391834 а,з иа. 4 ектная Редактор М. КелЗаказ 1792/ 7ВНИИПИ Госуд11Производственн Составительмеш Техред И. ВеТираж 921рственного комитета СССР035, Москва, Ж - 35, Рауо.полиграфическое предпри В. Мельниковрес КорректорПодписи опо делам изобретенийшская наб., д. 4/5ятие, г. Ужгород, ул. П