Устройство для электронно-лучевой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 В 23 К 15 00 КОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ПИСАНИ И РЕТЕНИ ВТОРСКОМ,Ф СВИ ЕЛЬСТВ а- о(21) 3956573/25-27(56) Авторское свидетельство СССР294697, кл. В 23 К 15/00, 1969.Башкатов А. В. и др. Формы шва при электронно-лучевой сварке с колебаниями луча на двух уровнях. Материалы ЧП 1 Всесоюзной конференции по электронно-лучевой сварке. М МЭИ, 1983, с. 101 - 103.(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ СВАРКИ(57) Изобретение относится к сварочному производству, а именно к оборудованию для электронно-лучевой сварки, и предназначено 801286372 для сварки с двоиным преломлением и круговой разверткой электронного луча. Изобретение позволяет повысить качество сварного соединения за счет перемещения фокального пятна развертки луча по толщине свариваемого металла. Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены интегратор, два усилителя верхней отклоняющей системы и две цепи, состоящие из последовательно соединенных блока наложения фокального пятна, суммирующего усилителя и усилителя нижней отклоняющей системы.Напряжение с выходов блоков положения фокального пятна подается на входы усилителей верхней отклоняющей системы, а напряжение выходов суммирующих усилителей подается на входы усилителей ниж- Я ней отклоняющей системы. Таким подключением обеспечивается автономная установка положения фокального пятна и угла схождения развертки луча. 5 ил. С:1Изобретение относится к сварочному производству, а именно к оборудованию для электронно-лучевой сварки, и предназначено для сварки с двойным преломлением и круговой разверткой электронного луча.Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет перемещения фокального пятна развертки луча по толпине свариваемого металла.1-)а фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока положения фокального пятна; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу блока положения фокального пятна; на фиг. 4 -- положения фокального пятна сходящегося электронного луча в процессе его перемещения по толщине свариваемого изделия на участке замыкания кольцевого стыка; на фиг. 5- - функциональная схема усилителя магнитной развертки.Устройство фиг. 1) содержит электронно-лучевую пушку 1 с отклоняющими системами 2 и 3, разнесенными вдоль электрошооптической оси, генератор 4 круговой развертки, к Выходам которого подключены переменные резисторы 5 и 6, интегратор 7, выполненный на операционном усилителе 8 с ключом 9 в цепи обратной связи и переменным резистором 10 на входе, блоки 11 и 12 положения фокального пятна, информационные входы 13 которых подключены к выходам генератора 4, а управляюпие Входы 4 соединены с выходом интегратора 7, суммирующие усилители 15 и 6, усилит(- ли верхней 18 и 19 и нижней 17 и 20 отклоняющих систем.Блок 11 12) положения фокального пятна (фиг. 2) содержит суммируощий усилитель 21, аналоговый перемножигель 22, пе. ременный резистор 23 шипы смецения и операционный усилитель 24.Усилители 17 20 фиг. 5) содержа операционный усилитель 25 и делитель обратной связи 26.Электронно- учевая пушка 1 является источником ускоренного потока электронов. Ее отклоняющие системы 2 и 3 разнесены вдоль, электронно-оптической оси и обеспечивают дгойное преломление луча, которое достигается формированием встречных электромагнитных полей в отклоняющи.( системах 2 и 3. Встречное направление электромагнитных полей обеспечивается подачей противофазных напряжений на идентичные обмотки отклоняющих систем или противофазным включением идентичных обмоток.енератор 4 круговой развертки выдает квадратурные сигналы 1) В)п (В т и .)созс) 1, которые используются для получения круговой сходящейся развертки луча. Схождение развертки обеспечивается превышением тока в нижней отклоняющей системе 3 по отношению к верхней отклоняющей систсме 2. Схождение круОной ри ,и("т, . Пидвойном преломлении суп;е(- 1:.5 с". с)кальном пятне,с. в т):Кс:( Ияэлектронно-оп" ическй Ос:1;у .ич)войлинией отклоннилу. 13 -,:1 )чк а- плитуда кругов 1 разя(Гки р .а лк).Переменные рсзпстэы 5: 6установки вели;ины гла схож. ( . . р- ки электронного л 1 а.,":азг:.:П,тпысдвоепы и подк,юны 1: ,ь;.( 1;. , саО тора 4.Интегратор 7 служи для рм: ),;". Пялинейно нарастаю:цс:О на,.Иж 1ке замыкания ко Пс 3 г:и);. 1: :;( прмирования лиейного папа:.:,и5ризмется размыка нп "м, .. Сл.нарастани 51 Няр 5 ЖЕПК 5.;,"," и 3- мепным рсзисгором 0Блоки 11 и 1"пятна пдентиНь, 1:. у,сгановкн пол:к(пни20 толщине сваривасх:О.О пз.1 Ц И Х 1 С 0 П Р Р С 1 Е и ЬЕ И И Сучастке зам ыка Пня кол,счИнформационныи 12 положения фокальп(НЫ К СОО 1 ВЕТ ТВЪК)1.,ПХ, ЬЬ.:, ;:; ";крмговои рзвер.Н 1,.и 1):.;, кн сы 4 к Вьхо г1 (.:;:. 7:(ООрый развор 1; асектории. С.,с,(яВ)ся: р )311;: зь ,":,1 мча В плоскйсти и.,(, 1; я;( н ),(;1подач 1 Иа ткОН 5 О 11: .,",,сигналов .: В 1 П М . 1оь х). и;:. ( и,кргговои )3 звертк,1 ( )",1:як)1. ( .5( .мы 2 и 3 обе:циваО д.)о 1";", (;,.Нилуча, что ри кругокразн. ртк, 3(с.( яс,формировать сходяи Йс я:. 131;"р ).н,.,1ТОК, ПоложенЕ фо;а,Ь:)5 ,(55 задается па половинс т;)л и; 11,.а; и) )изделия.гачаьная (ста )Вка: .( р ":кального пятна р 13 нсрк"286372 формула изобретения 45 50 55 3 .риваемого изделия выполняется выходными напряжениями блоков 11 и 12 положения фокального пятна. В указанных блоках (фиг. 2) выходное напряжение суммирующего усилителя 21 является управляющим для аналогового перемножителя 22. Один из входов усилителя 21 связан с переменным резистором 23 шины смещения, а управляюший вход 14 - с выходом интегратора 7. Так как аналоговый перемножитель 22 совместно с операционным усилителем 24 выполняет функции делителя напряжения, то благодаря наличию отрицательной обратной связи напряжение на выходе усилителя 24 является частным от деления входных напряжений, а именно Ц,кг(1 А + с)где 11 вв 1 х - выходное напряжение;А - коэффициент пропорциональности,который выбирается равным 1 О В;11 -- синусоидальное напряжение наинформационном входе 13, поступающее с выхода генератора 4;11 - линейно нарастаюшее напряжение на управляющем входе 14, поступаюшее с выхода интегратора 7;1.3 - напряжение шины смешения навходе суммирующего усилителя, снимаемое с переменного резистора 23.Переменным резистором 23 устанавливается смешение, которым определяется начальная амплитуда выходных напряжений блоков 11 и 12, т. е. задается начальное положение фокального пятна на уровне половины толщины свариваемого изделия.На участке замыкания кольцевого шва линейно нарастающее напряжение (фиг. За) с выхода интегратора 7 подается на управляющий вход 14 блоков 11 и 12 положения фокального пятна. На выходе блоков 11 и 12 формируются синусоидальные напряжения развертки, промодулированные линейным напряжением интегратора 7 (фиг. Зб) Так как амплитуда напряжений на выходах блоков 11 и 12 линейно уменьшается, то это приводит к уменьшению амплитуды развертки, что в свою очередь приводит к перемещению фокального пятна по толщине й свариваемого изделия. При этом перемешение фокального пятна осуществляется по направлению к поверхности изделия. Фокальное пятно последовательно перемешается с начальной точки установки, равной 0,5 Ь (фиг. 4 а), к поверхности изделия (фиг. 4 в) со скоростью, задаваемой линейным напряжением интегратора 7. В процессе перемещения фокального пятна угол У схождения развертки луча остается неизменным (фиг. 4 а, б, в). 0 15 20 25 30 35 40 4Для,установки угла схождения развертки луча выходы блоков 11 и 12 положения фокального пятна подключаются к входам суммируюших усилителей 15 и 16, вторые входы которы.; соединяются с переменными резисторами 5 и 6.Суммированием выходных напряжений блоков 11 и 12 с напряжениями, снимаемыми с переменных резисторов 5 и 6, обеспечивается превышение напряжения развертки на входах усилителей 17 и 20. Таким подключением обеспечивается превышение тока в нижней отклоняющей системе, которым и определяется угол схождения развертки луча.Напряжения с выходов блоков 11 и 12 подаются на входы усилителей 18 и 19, которые подключены к верхней отклоняющей системе 2, а напряжения с выходов суммируюших усилителей 15 и 16 подаются на входы усилителей 17 и 20, выходы которых подключены к нижней отклоняюшей системе, Таким подключением обеспечивается автономная установка положения фокального пятна и угла схождения развертки луча.В усилителях 17 - 20 (фиг. 5) включение обмотки отклоняющей системы одним концом к выходу операционного усилителя 25, а вторым концом - к средней точке делителя 26 обратной связи позволяет получать стабильный ток в индуктивной нагрузке пропорционально напряжению 1)вх, приложенному к выходу усилителя. При этом исключаются погрешности, связанные с разбросом параметров и нагревом отклоняюших систем в процессе работы.Предлагаемое устройство позволяет формировать как расходящуюся, так и сходяшуюся развертки электронного луча с возможностью перемещения их фокального пятна по толщине свариваемого металла. Кроме того, устройство позволяет снизить требования к стабильности параметров электронного луча при сохранении качества и постоянства формы шва. Устройство для электронно-лучевой сварки, содержащее электронно-лучевую пушку с двумя отклоняющими системами, расположенными вдоль электронно-оптической оси пушки на двух уровнях и включенными противофазно, генератор круговой развертки, подключенный к переменным резисторам, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений за счет перемещения фокального пятна развертки луча по толшине свариваемого металла, в него1введены интегратор, два усилителя верхней отклоняющей системы и две цепи, состоягцие из последовательно соединенных блока положения фокального пятна, суммирующего усилителя и усилителя нижней отклоняюшей системы, выходы которых подсоединены книжней отклоняющей системе, к верхней отклоняющей магнитной системе через усилители верхней отклоняющей системы подключены выходы блоков положения фокального пятна, первые входы которых подключены к выходу интегратора, а вторые - соединены с выходами генератора круговой развертки, вторые входы суммирующих усилителей подсоединены к средним выводам переменных резисторов.ии Корректор Т. КолбПодписное Составитель Г. Чайковс Техред И. Верес Тираж 998 комитета СССР по делама, Ж - 35, Раушская на ческое предприятие, г. Уж зобретении и открытиид. 4/5ород, ул. Проектная, 4