Патенты автора Трушников Дмитрий Николаевич (RU)
Изобретение относится к области термометрии, а именно к способам косвенного измерения температуры, и может быть использовано для бесконтактного контроля и измерения температуры изделий из ферромагнитных материалов непосредственно в процессе нагрева токами заданной частоты. Способ косвенного вихретокового резонансного контроля и измерения температуры изделий из ферромагнитных материалов, включающий расположение изделий в переменном магнитном поле индуктора в составе резонансного колебательного контура, подключенного к выходу силового источника, согласно изобретению, измерение осуществляется за счет совместного анализа фазовых и амплитудных характеристик тока цепи индуктора в процессе нагрева изделия токами заданной частоты, при этом подключение силового источника выполняется таким образом, чтобы на резонансной частоте при активном характере импеданса индуктора ток в цепи индуктора переходил через ноль в момент времени О, не совпадающий с моментами коммутации ключей силового источника, далее осуществляют измерение параметров для определения температуры изделия. Изобретение обеспечивает повышение скорости осуществления, точности и надежности способа косвенного вихретокового резонансного контроля и измерения температуры изделий произвольной массы и размеров из ферромагнитных материалов за счет совместного анализа зависимых от температуры параметров материала изделий непосредственно в процессе их нагрева токами заданной частоты без необходимости отключения питания индуктора. 4 ил.
Изобретение относится к способу электронно-лучевой наплавки. Наплавку производят с вертикальной подачей присадочной проволоки. Используют по меньшей мере две электронно-лучевые пушки для получения по меньшей мере двух одновременно действующих электронных лучей, которыми воздействуют в требуемую область присадочной проволоки с разных сторон. Выполняют осцилляцию по меньшей мере одного электронного луча по траекториям, имеющим пересечение с присадочной проволокой, путем создания переменного электрического тока определенной величины, формы и частоты в отклоняющей системе соответствующего электронного луча. В процессе наплавки определяют положения электронных лучей относительно присадочной проволоки. Частота осцилляции каждого требуемого луча отличается от частот осцилляции других осциллирующих лучей и не кратна частотам осцилляции других осциллирующих лучей. Для этого измеряют сигнал вторичного излучения, проводят обработку исходного сигнала вторичного излучения методом синхронного детектирования. Для каждого требуемого электронного луча получают величину, характеризующую его отклонение от присадочной проволоки, и управляют отклоняющей системой электронных лучей и/или системой позиционирования присадочной проволоки, поддерживая величину, определяющую отклонение электронных лучей от присадочной проволоки на уровне, соответствующем требуемому взаимному положению электронных лучей и присадочной проволоки. Технический результат - улучшение равномерности теплового распределения в наплавляемой области и возможность стабилизации распределения вводимого тепла между присадочной проволокой и наплавляемой поверхностью при электронно-лучевой наплавке. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАПЛАВКИ // 2750994
Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для управления процессом многослойной наплавки для получения изделия. Способ включает динамическое управление параметрами режима наплавки для поддержания размеров ванны расплавленного металла на заданном уровне и обеспечения постоянства размера наплавленных валиков, при этом в процессе наплавки используют метод оперативного управления в алгоритме численной реализации решения тепловой задачи, осуществляют численное моделирование требуемых значений мощности теплового источника в зависимости от времени, определяют тепловые поля в выращиваемом изделии в каждый момент времени моделируемой наплавки, сравнивают величину контролируемого параметра с величиной значения уставки, характеризующей ванну расплавленного металла, осуществляют корректировку значения мощности теплового источника с минимизацией величины рассогласования величины контролируемого параметра с величиной значения уставки, причем полученные значения мощности теплового источника используют при программном управлении процессом наплавки натурного изделия. Использование изобретения позволяет повысить качество изготовления наплавленных изделий. 1 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.
Изобретение относится к сварочному производству, а именно к дуговой наплавке в вакууме. В предложенном способе дуговой наплавки используют несколько полых катодов, осевую подачу токоведущей присадочной проволоки и раздельное регулирование тепловой энергии дугового разряда с полым катодом между изделием и проволокой с помощью балластных реостатов. Несколько полых катодов распределяются относительно оси подачи присадочной проволоки радиально под углом, зависящим от их количества. При этом оси полых катодов сходятся на оси подачи присадочной проволоки и располагаются под углом к нормали обрабатываемой поверхности изделия, обеспечивающим необходимую конфигурацию и расположение активной зоны. Такое взаимное расположение полых катодов и присадочной проволоки уменьшает тепловложение в основной металл и уменьшает его проплавление. Для питания дуг используют отдельные или общий источники питания. Техническим результатом изобретения является возможность получать высококачественные наплавленные слои различной толщины с высокими эксплуатационными показателями из жаропрочных и титановых сплавов и высоколегированных сталей и сплавов. 1 пр., 10 ил., 4 табл.
Изобретение относится к области литейного производства. Способ формования термопластичных изделий включает заданное расположение, плотность и ориентацию непрерывного волокна внутри отливки, при этом каркас из непрерывного волокна и преформа из термопластичного материала предварительно синтезируются аддитивным методом так, что они составляют единое целое. При этом поверхности и рёбра преформы выполняют роль крепежа или поддерживающего элемента при закреплении синтезированного изделия в рабочем объёме пресс-формы до начала процесса формования. Затем заполняют весь рабочий объём пресс-формы жидким термопластичным или композиционным материалом, впрыскивающимся в пресс-форму. При этом термопластичный материал преформы сочетается с материалом матрицы термопластичной композиции либо с термопластичным или композиционным материалом, использующимся в процессе литья под давлением инжекционным методом. Кроме того, в процессе формования термопластичная преформа спекается или полностью сплавляется с термопластичным или композиционным материалом. Техническим результатом изобретения является исключение смещения каркаса во время литья под давлением инжекционным методом. 14 ил.
Использование: для формирования среды с заданной температурой в рабочей зоне 3D-принтера. Сущность изобретения заключается в том, что равномерный тепловой поток формируется за счёт теплообмена между воздушной средой внутри рабочей зоны 3D-принтера и поверхностью источника тепла, а также за счёт инфракрасного излучения от нагретой поверхности источника тепла, при этом источник тепла выполнен из электрообогреваемых стёкол, которые полностью или частично окружают рабочую зону 3D-принтера так, что одна из сторон электрообогреваемого стекла является внутренней поверхностью рабочей камеры 3D-принтера, а на другую сторону электрообогреваемого стекла равномерно нанесено электропроводящее покрытие так, что возможно использование стандартных методов теплоизоляции для плоских стёкол, при этом прохождение тока через электропроводящее покрытие приводит к равномерному нагреву стекла так, что обеспечивается равномерность теплообмена между воздушной средой внутри рабочей зоны 3D-принтера и нагретой поверхностью стекла, а также равномерность испускаемого нагретой поверхностью стекла инфракрасного излучения с длиной волны 0,75-100 мкм, при этом внутри рабочей зоны происходит теплообмен между нагретыми инфракрасным излучением элементами и воздушной средой. Технический результат: обеспечение возможности формировании среды заданной температуры внутри рабочей камеры 3D-принтера равномерным тепловым потоком от внутренних поверхностей камеры, что исключает какие-либо перепады температуры в разных областях рабочей камеры или частях синтезируемого объекта. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к способу лазерной сварки изделий с глубоким проплавлением и может быть использовано при лазерной сварке с контролем процесса формирования сварного шва непосредственно в процессе сварки. Способ включает сварку в вакууме лазерным лучом с контролем процесса формирования сварного шва. Согласно первому варианту в процессе сварки управляют удельной мощностью лазерного луча. Измеряют амплитуду и/или частоту вторично-эмиссионного электронного тока в плазме, образующейся над зоной воздействия лазерного луча на металл свариваемого изделия. Для этого устанавливают над зоной сварки коллектор заряженных частиц, подают на коллектор положительный потенциал относительно свариваемого изделия и создают внешнюю цепь для зарядов плазмы. В процессе сварки поддерживают амплитуду и/или частоту полученного сигнала на заданном уровне. Согласно второму варианту измеряют амплитуду и/или частоту ионного тока в плазме, образующейся над зоной воздействия лазерного луча на металл свариваемого изделия. Для этого устанавливают над зоной сварки коллектор заряженных частиц, подают на коллектор отрицательный потенциал относительно свариваемого изделия и создают внешнюю цепь для зарядов плазмы. В процессе сварки поддерживают амплитуду и/или частоту полученного сигнала на заданном уровне. Техническим результатом при использовании изобретения является повышение качества сварных соединений, полученных при лазерной сварке с глубоким проплавлением.2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к способу обработки металлов лазерным лучом. Техническим результатом является повышение качества лазерной обработки, в частности качества формируемого изделия при лазерных аддитивных технологиях и качества сварных соединений, полученных при лазерной сварке с глубоким проплавлением. Процесс лазерной обработки осуществляют сканирующим лазерным лучом в вакуумной атмосфере. Регистрируют вторично-эмиссионный электрический сигнал из зоны воздействия лазерного луча. Обрабатывают этот сигнал методом когерентного накопления и устанавливают удельную мощность лазерного луча таким образом, чтобы сдвиг фаз между обработанным вторично-эмиссионным сигналом и сигналом, обеспечивающим сканирование лазерного луча, был минимальным. 3 ил.
Изобретение относится к способу электронно-лучевой наплавки с оперативным контролем положения присадочной проволоки относительно электронного луча. Способ содержит этапы, на которых электронно-лучевую наплавку проводят с непрерывной осцилляцией электронного луча по траектории, имеющей пересечение с присадочной проволокой. В процессе наплавки измеряют сигнал тормозного рентгеновского излучения, или вторичных высокоэнергетичных электронов, или световой эмиссии из зоны взаимодействия электронного луча с материалом изделия и присадочной проволокой. Проводят обработку сигнала вторичного излучения методом синхронного накопления или методом синхронного детектирования. Выделяют и измеряют величину, характеризующую запаздывание сигнала вторичного излучения относительно сигнала тока в отклоняющих катушках, или величину, характеризующую отклонение присадочной проволоки от требуемого положения. Управляют отклоняющей системы электронного луча и/или системой позиционирования присадочной проволоки, поддерживая значения упомянутых выше величин на уровне, соответствующем требуемому положению присадочной проволоки относительно электронного луча.2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области упрочняющей термической обработки, а именно плазменной термической и химико-термической обработки поверхностного слоя деталей. Плазменную обработку ведут рабочей плазменной дугой прямой полярности, горящей между плазмообразующим соплом - катодом и изделием - анодом. Между электродом плазмотрона - анодом и плазмообразующим соплом постоянно горит вспомогательная (дежурная) дуга обратной полярности. Для питания дуг используют отдельные источники питания. Техническим результатом изобретения является повышение качества (твердость, прочность, коррозионная стойкость, жаростойкость и др.) поверхностной обработки металлов (термической и химико-термической) путем покрытия и насыщения поверхностного слоя изделия материалом катода. 1 ил., 1 пр.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГИИ И КОНТРОЛЯ ФОКУСИРОВКИ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА // 2580266
Изобретение относится к устройству для определения распределения плотности энергии для контроля фокусировки электронного пучка при электронно-лучевой сварке. Устройство содержит контроллер 1 и преобразователь 2 поперечного распределения энергии электронного пучка в аналоговый сигнал. Преобразователь 2 содержит цилиндрический корпус 3 с открытым торцом 4 и закрытым торцом 5, щелевую диафрагму 6, коллектор 7 первичных и коллектор 8 вторичных электронов, разделительный стакан 9. Щелевая диафрагма 6 расположена внутри корпуса 3 преобразователя 2 в области его торца 4, электрически соединена с этим корпусом и содержит N1 радиальных щелей шириной h1 для дифференциальных измерений и N2 радиальных щелей шириной h2 для интегральных измерений поперечного распределения энергии электронного пучка так, что h2>h1 и N1>N2≥1. Коллекторы 7 и 8 соединены между собой электрически и изолированы от корпуса 3 при помощи разделительного стакана 9. Коллектор 7 выполнен в виде тела вращения с уменьшающейся площадью поперечного сечения в направлении от дна разделительного стакана к упомянутой щелевой диафрагме, соединен с входом нагрузочного резистора 10, выход которого соединен с корпусом 3. Коллектор 8 выполнен в виде полого цилиндра, установлен внутри разделительного стакана 9 соосно с ним и электрически соединен с коллектором 7, являющимся выходом упомянутого аналогового сигнала, предназначенного для его обработки контроллером 1. Технический результат: снижение потерь электронов в результате их вторичной эмиссии за счет изменения угла отражения электронов от коллектора первичных электронов. 3 ил.
Изобретение относится к области электронно-лучевой сварки металлов. Осуществляют синфазную осцилляцию фокуса электронного луча и осцилляцию продольных отклонений луча в частотном диапазоне от 300 до 2000 Гц по синусоидальному или линейному закону. Одновременно измеряют сигнал вторичного тока в цепи коллекторов электронов и обрабатывают методом синхронного накопления. Вычисляют величину запаздывания обработанного сигнала относительно сигнала тока в отклоняющих катушках. Управляют током фокусировки, поддерживая упомянутое значение запаздывания на постоянном уровне, соответствующем определенной величине удельной мощности электронного луча. Устройство содержит коллектор 1 электронов, источник 2 смещения, резистор 3 нагрузки, блок 4 измерения тока отклоняющих катушек 16, первый 5 и второй 6 аналого-цифровые преобразователи, блок 7 синхронного накопления, цифро-аналоговый преобразователь 8, ПИД-регулятор 9, блок 10 управления током фокусирующих катушек 15, блок 11 управления током отклоняющих катушек 16 и генератор 12 пилообразных или синусоидальных колебаний. Изобретение позволяет повысить качество формирования сварного шва. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
СПОСОБ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ // 2532626
Изобретение относится к способу электронно-лучевой сварки. Сварку осуществляют со сквозным проплавлением и регулированием мощности электронного пучка. В процессе сварки регистрируют частоту и продолжительность импульсов сквозного тока. Электронно-лучевую сварку проводят с осцилляцией электронного пучка в частотном диапазоне от 300 до 2000 Гц по синусоидальному или линейному закону. Регулируют мощностью электронного пучка, поддерживая среднюю продолжительность импульсов или величину произведения средней продолжительности импульсов сквозного тока на их частоту на определенном уровне, обеспечивающем требуемое формирование шва. Техническим результатом является повышение точности и надежности регулирования электронно-лучевой сварки осциллирующим электронным пучком со сквозным проплавлением металлических изделий толщиной 5-40 мм. 3 ил.
Изобретение относится к области электронно-лучевой сварки. Способ электронно-лучевой сварки осуществляется с оперативным контролем удельной мощности и степени фокусировки электронного луча, причем сварку проводят с осцилляцией электронного луча в частотном диапазоне от 300 до 2000 Гц по синусоидальному или линейному закону, в процессе сварки измеряют и подвергают фильтрации и выпрямлению сигнал вторичного тока в цепи коллектора электронов, затем проводят обработку отфильтрованного и выпрямленного или исходного сигнала вторичного тока методом синхронного накопления и измеряют величину запаздывания этого сигнала относительно сигнала тока в отклоняющих катушках. При этом током фокусировки управляют поддерживая упомянутую величину запаздывания сигнала на постоянном уровне, соответствующем заданной величине удельной мощности электронного луча. Техническим результатом при использовании изобретения является повышение качества формирования сварного шва в режиме глубокого проплавления осциллирующим электронным лучом. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
СПОСОБ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ // 2494846
Способ электронно-лучевой сварки с контролем и управлением удельной мощности электронного луча непосредственно в процессе сварки может быть использован для изготовления сварных изделий из конструкционных материалов. Из спектра колебаний вторичного тока в диапазоне частот 5-125 кГц выделяют сигнал переменной составляющей, включающей диапазон частот, содержащий «пик» спектральной плотности, который подвергают статистической обработке. Строят эмпирические плотности распределения указанного сигнала в амплитудном диапазоне. Затем в зависимости от измеренных величин параметров эмпирической плотности распределения, таких как дисперсия, среднеквадратичное отклонение, модальное значение эмпирической плотности распределения в моде или отношение значения плотности распределения к среднеквадратичному отклонению или к дисперсии, а также от внешнего вида эмпирической плотности распределения, задают ток фокусировки, соответствующий максимальной удельной мощности электронного луча. В результате достигают повышение точности контроля фокусировки электронного луча и расширение функциональных возможностей способа при проведении сварки в режиме глубокого проплавления как статичным, так и осциллирующим или модулированным лучом в диапазоне мощностей от 1,5 до 15 кВт за счет использования дополнительного информационного параметра. 7 ил., 1 пр.
