Установка для электронно-лучевой сварки
(57) ТЕКСТ РЕФЕРАТА ОТСУТСТВУЕТ
Изобретение относится к оборудованию для электронно-лучевой сварки и является усовершенствованием изобретения по авт. св. N 1055012. Целью изобретения является обеспечение возможности сварки в различных пространственных положениях. На фиг.1 изображена предлагаемая установка, общий вид; на фиг.2 вариант расположения электронно-лучевой пушки на подвеске механизма углового перемещения и элементы первого механизма поворота; на фиг.3 механизм горизонтального перемещения электронно-лучевой пушки поперек камеры с механизмом перемещения направляющих каретки; на фиг.4 сечение А-А фиг.3. Установка содержит вакуумную камеру 1 с рабочим столом (на фиг. не показан) и электронно-лучевую пушку 2, установленную на подвеске 3 с механизмами горизонтального, вертикального и углового перемещений, последний из которых выполнен в виде каретки 4, установленной с возможностью перемещения на криволинейных направляющих 5 постоянного радиуса. Установка содержит также дополнительный механизм 6 вертикального перемещения пушки, закрепленный на каретке 4, центр криволинейных направляющих подвески 3 которой расположен на рабочем столе. Механизмы вертикального и горизонтального перемещений выполнены в виде несущих балок 7 и 8 с расположенными на них направляющими 9 и 10 с каретками 11 и 12 и тремя механизмами 13, 14, 15 поворота пушки. Механизм 13 поворота выполнен с направляющими 16, на которых установлен механизм углового перемещения пушки 2, ось его вращения проходит через центр криволинейных направляющих 5 механизма углового перемещения пушки 2, а основание 17 закреплено на втором механизме 14 поворота, ось вращения которого перпендикулярна оси вращения первого механизма 13 поворота, а основание 18 закреплено на каретке 12 механизма горизонтального перемещения, несущая балка 8 которого установлена на третьем механизме 15 поворота (см. фиг.1, 2). Ось вращения механизма поворота 15 совмещена с продольной осью симметрии несущей балки 7 механизма вертикального перемещения и перпендикулярна оси вращения механизма 14 поворота, а основание 19 смонтировано на каретке 20 механизма 21 горизонтального перемещения. Установка снабжена также механизмом 22 перемещения направляющих 10 каретки 12 механизма горизонтального перемещения относительно его несущей балки 8, выполненных в виде винта 23 с гайкой 24, шарнирно закрепленной на конце несущей балки 8 (см. фиг.3 и 4). В плоскости, перпендикулярной оси пушки 2, установлен кольцевой экран 25 с сильфоном 26, закрепленный на механизме углового перемещения пушки, на пушке 2 и на основании 17 первого механизма 13 поворота. Работа установки показана на примере сварки плоской толстолистовой плиты (
60 мм) из стали ВНС-5, имеющей взаимно перпендикулярные стыки, сварку производят вертикально ориентированным лучом. Учитывая, что стали типа ВНС склонны к образованию кристаллизационных трещин, рекомендуемая форма сечения сварных швов клиновая. При такой форме сварных швов свариваемые детали получают заметные угловые и линейные деформации, поэтому после сварки первых швов оставшиеся не сваренными стыки в результате термодеформационного цикла могут изменить свою первоначальную ориентацию. Вследствие этого как перед сваркой первого стыка, так и перед сваркой каждого последующего производят проверку положения электронно-лучевой пушки относительно стыка, и при замеченных отклонениях осуществляют корректировку этого положения. Эти операции на установке выполняют следующим образом. До вакуумирования камеры 1 по шкале 27 механизмом 6 устанавливают определенное заданное режимом сварки рабочее расстояние электронно-лучевой пушки 2 растояние от нижнего торца пушки до базовой точки 28. Расположение базовой точки 28 на верхней плоскости стыка характеризует заданное рабочее расстояние электронно-лучевой пушки 2. В зависимости от пространственной ориентации свариваемой при помощи второго 14 и третьего 15 механизмов поворота пушки 2 устанавливают ось электронно-лучевой пушки нормально к верхней плоскости стыка. При наличии дистанционно управляемых механизмов эти операции производят в вакууме. После вакуумирования камеры 1 с помощью типовых механизмов линейных перемещений электронно-лучевой пушки 2 по трем координатным осям производят наведение электронного луча на верхнюю линию стыка, контролируемую по светящейся точке, возникающей на верхней поверхности стыка, при бомбардировке ее остросфокусированным лучом небольшой мощности. Для сварки толстолистовых стыков такого электронного луча на стык недостаточно. Необходимо определенное положение фокуса луча на заданной глубине стыка, т.е. выбор определенного значения рабочего расстояния электронно-лучевой пушки 2 и точное совмещение оси луча с плоскостью стыка. Включением первого механизма 13 поворота пушки 2 ее устанавливают в положение, перпендикулярное плоскости свариваемого стыка. Затем производят операцию по контролю рабочего расстояния электронно-лучевой пушки 2, которую осуществляют при помощи механизма углового перемещения пушки, при этом ее смещают в одно из крайних положений по криволинейным направляющим 5, обеспечивая наклон пушки относительно плоскости стыка. Если положение светящейся точки точки встречи луча с верхней плоскостью стыка не изменяется, а базовая точка 28 расположена на верхней плоскости стыка, то, рабочее расстояние электронно-лучевой пушки относительно стыка установлено верно. Корректировки не требуется. Если светящаяся точка уходит с линии стыка в ту же сторону, в которую наклоняется, перемещаясь по дуге, электронно-лучевая пушка 2, а базовая точка 28 расположена ниже верхней плоскости стыка, то рабочее расстояние меньше требуемого. Необходима корректировка: увеличение рабочего расстояния. Корректировку осуществляют, не изменяя наклонного положения электронно-лучевой пушки с помощью механизма вертикального перемещения, электронно-лучевой пушки совместно с механизмом углового перемещения и механизмом 13 поворота. Если светящаяся точка уходит в сторону, противоположную наклону пушки, то рабочее расстояние велико. Необходима корректировка: уменьшение рабочего расстояния. Корректировку производят аналогично предыдущей операции, уменьшая расстояние между торцом пушки и верхней плоскостью детали до совмещения светящейся точки с линией стыка. Неизменное положение точки встречи луча с линией стыка при перемещении электронно-лучевой пушки механизмом углового перемещения характеризует точное расположение ее на заданном рабочем расстоянии. После контроля и корректировки рабочего расстояния производят операцию по совмещению оси луча с плоскостью стыка, которую также выполняют механизмом углового перемещения путем смещения электронно-лучевой пушки 2 по криволинейным направляющим 5 вокруг базовой точки 28, совмещенной с верхней линией стыка. Затем выполняют операцию контроля и корректировки траектории перемещения электронно-лучевой пушки 2 относительно траектории стыка. В общем случае предварительно установленная траектория перемещения электронно-лучевой пушки вдоль линии стыка может не совпадать с траекторией стыка (возникает смещение базовой точки 28 с линии стыка при движении пушки вдоль него). Такое же несовпадение может возникать и на других стыках от термодеформационного цикла сварки предыдущих швов. В этом случае корректировку траектории перемещения электронно-лучевой пушки 2 осуществляют путем перемещения направляющих 29, а следовательно, и каретки 12 механизма горизонтального перемещения пушки 2 поперек камеры 1, вокруг шарнира 30 относительно несущей балки 8 в направлении, перпендикулярном плоскости стыка. Контроль положения базовой точки 28 осуществляют при контрольном проходе по светящейся точке или с использованием сигнала вторично-эмиссионного тока. При сварке стыков, расположенных на вертикальной плоскости (сварка горизонтально ориентированным лучом), необходимо и достаточно осуществить разворот только одной несущей балки 8 механизма линейного перемещения каретки 12 путем поворота третьего механизма 15 поворота на угол 90о. При сварке криволинейных стыков по программе или в режиме слежения одновременно со сварочными перемещениями осуществляют корректирующие перемещения механизмами установки. Таким образом, установка позволяет обеспечить корректировку положения электронного луча как относительно плоскости стыка, так и относительно его траектории, в том числе при сварке криволинейных стыков, независимо от пространственной ориентации свариваемых изделий.
Формула изобретения
1. УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ по авт. св. N 1055012, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности сварки в различных пространственных положениях, она снабжена механизмами вертикального и горизонтального перемещений в виде несущих балок с расположенными на них направляющими с каретками и тремя механизмами поворота пушки, первый из которых выполнен с направляющими, на которых установлен механизм углового перемещения пушки, ось его вращения проходит через центр криволинейных направляющих механизма углового перемещения пушки, а основание закреплено на втором механизме поворота, ось вращения которого перпендикулярна оси вращения первого механизма поворота, а основание закреплено на каретке механизма горизонтального перемещения, несущая балка которого установлена на третьем механизме поворота, причем ось вращения последнего совмещена с продольной осью симметрии несущей балки механизма вертикального перемещения и перпендикулярна оси вращения второго механизма поворота, а основание третьего механизма поворота смонтировано на каретке механизма горизонтального перемещения. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом перемещения направляющих каретки механизма горизонтального перемещения относительно его несущей балки, выполненным в виде винта с гайкой, шарнирно закрепленной на конце несущей балки. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в плосоксти, перпендикулярной оси первого механизма поворота установлен кольцевой экран, закрепленный на механизме углового перемещения пушки и соединенный с пушкой через сильфон.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000
