Способ регулирования процесса электронно-лучевой сварки

ЮЗ СОВЕТСКИХ ИАЛИСТИЧЕСКИХ СУДАРСТВЕННОЕ ПАСПУВЛИ( НТПОЕТЕНТ СССР) И СВ ВЕДОМСТВО СССР 1,ГОСПА ОПИСАН К АВТОРСКОМУ(22) 07,09.83 (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА(72) Виноградов ВАШершнев НА Павловский (57)менения мощности излучения плазменного факела из зоны сварки от тока фокусировки при различных значениях тока электронного луча; на фиг. 3 - зависимость положенияФокуса от тока фокусировки. С помощью электронной пушки 1, питаемой от источника 2 тока, получают луч и направляют его в зону 3 сварки (фиг, 1), Изменяя ток в фокусирующей катушке 4 с помощью источника 5 тока фокусировки до значения. 6 (фиг. 2),устанавливают фокус 7 луча на половине требуемой глубины проплавления Нпр, для 50 55 Изобретение относится к технологии электроннолучевой сварки.Известен способ регулирования процесса электронно-лучевой сварки, при котором постоянную глубину проплавления 5 поддерживают изменением тока фокусировки, добиваясь минимального значения излучения плазменного факела из зоны об.работки при установившемся режиме процесса, 10Недостатком способа является невысокая точность из-за чувствител.ьности к запылению датчика парами металла и помехам от общего теплового излучения.Наиболее близким к изобретению по 15 технической сущности и достигаемому эффекту является способ регулирования процесса электронно-лучевой сварки, при котором глубину проплавления поддерживают постоянной по минимальной мощно сти излучения плазменного факела из зоны сварки при установившемся режиме процесса,Недостатком способа является невысокая точность регулирования глубины про плавления при электронно-лучевой сварке.Целью изобретения является повышение точности при. расположении фокуса электронного луча на половине требуемой глубины проплавления. 30Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования процесса электронно-лучевой сварки, при котором глубину проплавления поддерживают постоянной по минимальной мощности излучения плаз менного факела из зоны сварки при установившемся режиме процесса; минимальное значение мощности излучения плазменного факела обеспечивают; устанавливая нулевое значение производной мощности иэлу ч ения плазменного факела путем регулирования тока электронного луча с одновременным наложением вобуляции на ток фокусировки луча с частотой 60-250 Гц и амплитудой, равной 0;3-5; амплитуды то ка фокусировки.На фиг, 1 изображена схема осуществления способа; на фиг. 2 - зависимость изчего используют экспериментальную зависимость, связывающую положения фокуса 7с током фокусирующей катушки 4 (фиг. 3), Спомощью генератора 8 вобуляций на токфокусировки накладывают вобуляцию с амплитудой 9; При этом в соответствии с зависимостью 10 возникают колебаниямощности излучения плазменного .факелаиэ зоны 3 сварки величиной ЬIЧ. Выделяя спомощью фотоэлектрического датчика 11 иселективного усилителя 12 колебания мощности, определяют знак производной мощности излучения плазменного факела потоку фокусировки с помощью синх-бЯс фраиного детектора 13 и направляют соответствующий сигнал в источник 2 тока лучадля изменения величины тока луча до получения нулевого значения производнойб ЧЧмощности излучения опо току фокууфсировки 1 ф в соответствии с кривой 14 (фиг.2), При этом глубина проплавления достигает величины Нар и ее постоянно поддерживают на этом уровне.Частоту вобуляций выбирают не менее60 Гц, чтобы исключить помехи, связанныес собственными колебаниями сварочнойванны. При использовании частоты более250 Гц возникает значительный сдвиг пофазе между вобуляциями тока фокусировкии колебаниями мощности плазменного факела, что не позволяет определить знак производной,Минимальную амплитуду вобуляции,накладываемую на ток фокусировки, выбирают не менее 0,3 амплитуды тока фокусировки, чтобы надежно выделять изменениямощности плазменного факела на фоне помех. Увеличение амплитуды вобуляций свыше 5 амплитуды тока фокусировки.приводит к снижению концентрации плотности мощности в луче и к невозможностиполучения кинжального проплавления.Таким образом, за счет исключения помех и стабильного выделения величины изменения излучения плазменного факелаудается точно определить знак производной и ее нулевое значение, а следовательно,обеспечить точную регулировку энергии,вводимой в иэделие при электронно-лучевой сварке.П р и м е р, Способ был опробован наэлектронно-лучевой установке СА,укомплектованной электронно-лучевойпушкой с прямонакальным танталовым катодом и экстремальным регулятором токафокусировки СА,02 12, Регулированиетока луча осуществляли за счет измененияМатериал Параметры вобу- ляций Знак производной определить неелось АД 12 Х 18 Н 10 Т580 580 Снижал зсь праплавлясобнссть злектроннуолуча, не было киОкаие новпротока накала, что обеспечивало стабильное положение фокуса луча в пространстве при постоянном токе фокусирующей линзы. Веб ЧЧличину знака производнойопредефляли с помощью экстремального регулятора СА.02,12, который обеспечивал наложение вобуляции на ток фокусировки с амплитудой 0,3 от действующего значения тока фокусиравки. Сварку проводили на образ цах из АД и 12 Х 18 Н 10 Т, без сквозного проплавления. Ток фокусировки устанавливали 580 мА, что обеспечивало заглубление фокуса.на 9 мм, после этого включали сварочный луч Ври токе 70 мА и постепенно увеличива ли до тех пор, пока не обеспечивали нулевоедЮЧзначение производной, . При сваркеф.сплава АД 1 величина тока луча была равна92 мА, а глубина проплавления составила 20 18-19 мм. При сварке стали 12 Х 18 Н 10 Т величина тока луча была равна 120 мА, а глубина проплавления 18 мм. Остальные результаты испытаний сведены в таблицу.Способ по сравнению с базовым обьектом позволяет повысить качество сварного соединения за счет стабилизации оптимальных геометрических параметров сварочной ванны (глубина проплавления в пределах 6 и вертикальность линии сплавления сварного шва на середине глубины проплавления в пределах 5 ф), получить максимальный термический КПД и свести к минимуму энерговложение в изделие, а также значительно сократить время выбора оптимальных параметров процесса сварки и йрактически отказаться от сварки макетных образцов.(56) В.И. Жариков. Кинетика образования сварного соединения. при электронно-лучевой сварке.-Материалы Ч Всесоюзной конференции по электронно-лучевой сварке, 1977, с. 56.Патент ФРГ М 2443563, кл. В 23 К 15/00, 28.06.78, 1133781Ф ор мул а изобретен ияСПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ, при котором глубину проплавления поддерживают постоянной по минимальной мощно- сти излучения плазменного факела из зоны сварки при установившемся режиме процесса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при расположении , фокуса электронного луча на половине требуемой глубины проплавления, минимальное значение мощности излучения плазменного факела обеспечивают, устанавливая нулевое значение производной мощности излучения плазменного факела путем регулирования тока электронного луча с одновременным наложением вобуляции на ток фокусировки луча с частотой 10 60 - 250 Гц, и амплитудой; равной 0,3 - 5от амплитуды тока фокусировки.1133781 г.2 5 СоставительТехред М. Моргента Корректор М,К А.Колоак едакт аказ 3240 Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, у гарина, 101