Устройство для электронно-лучевой сварки

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для наведения пучка на стык при электронно-лучевой сварке. Цель изобретения - упрощение конструкции устройства при сохранении точности совмещения пятна нагрева на изделии со стыком свариваемых кромок перед сваркой и повышение эксплуатационной надежности. Устройство содержит электронную пушку с электромагнитной отклоняющей системой, источник синусоидального напряжения, электрически связанный с электромагнитной отклоняющей системой через резистор. Блок совмещения пучка со стыком включает коллектор вторичных электронов, пиктрансформатор, генератор пилообразного напряжения и электронно-лучевую трубку. При сканировании пучком электронов перпендикулярно стыку на экране электронно-лучевой трубки возникают импульсы вторичной эмиссии. Для наведения пучка на стык оператор должен совместить в один два импульса вторичной эмиссии. Устройство позволяет сократить стоимость и время настройки путем упрощения его конструкции. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Я) 4 В 23 К 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4367759/24-27 (22) 19.01.88 (46) 30.07.89. Бюл. № 28 (71) Сумское производственное объединение "Электрон" (72): И.К. Чайка (53) 621. 791. 72. 03:621,9.048. 7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 504339, кл. В 23 К 15/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для наведения пучка на стык при электронно-лучевой сварке. Цель изобретения .упрощение конструкции устройства при сохранении точности совмещения пятна нагрева на изделии со стыком свариваемых кромок перед сваркой и повышение эксплуатационной надежности.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для наведения пучка на стык при электроннолучевой сварке.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства при сохранении точности совмещения пятна нагрева на изделии со стыком свариваемых кромок перед сваркой и повышение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства для электронно-лучевой сварки; на фиг. 2 †. формы сетевого напряжения

U и, отклоняющего тока Т, напряжения на выходе пик-трансформатора

Цд„„, напряжения U » qi на пласти„„SU,„, !496961 А1

Устройство содержит электронную пушку с электромагнитной отклоняющей системой, источник синусоидального напряжения, электрически связанный с электромагнитной отклоняющей системой через резистор. Блок совмещения пучка со стыком включает коллектор вторичных электронов, пик-трансформатор; генератор пилообразного напряжения и электронно-лучевую трубку. При сканировании пучком электронов перпендикулярно стыку на экране электронно-лучевой трубки возникают импульсы .вторичной эмиссии. Для наведения пучка на стык оператор должен совместить в один два импульса вторичной эмиссии. Устройство позволяет сократить стоимость и время настройки путем упрощения его конструкции. 4 ил.

Эиай нах электронно-лучевой трубки oc- @hi циллографа; на фиг. 3 - осцилло- (g) граммы вторично-эмиссионного сигна- © ла на экране электронно-лучевой труб- цр ки осциллографа при несовпадении линии стыка с нулевой линией развертки тока ? и магнитного потока Ч на фиг. 4 - то же, при совпадении линии стыка с нулевой линией тока развертки I и магнитного потока 9„ .

Устройство содержит отклоняющую электромагнитную систему 1 сетевой Ь трансформатор 2, первый резистор 3, включенный последовательно с катушками отклоняющей системы, коллектор

4 вторичных электронов, второй резистор 5 выделения вторично-эмисси3 1496961 онного сигнала, проходную емкость 6, электронно-лучевую трубку 7, генератор 8 пилообразного напряжения, пик-трансформатор 9, третий резистор

10 ограничения тока пик-трансформатора. На фиг. 1 показаны также ось

11 сварочного пучка электронов и линия 12 стыка на свариваемом изделии 13. 10

На фиг. -3 показаны временная зависимость 14 магнитного потока Фо при отсутствии сдвига фаз между током отклонения ? и магнитным потоком, импульсы 15 вторично-эмиссионного напряжения, двойные осциллограммы 16 импульсов на экране электроннолучевой трубки, временная зависимость 17 потока 9 для случая сдвига фаз между Ро и Хо на угол (f 20 импульсы 18 вторично-эмиссионного напряжения, двойные осциллограммы

19 импульсов на экране электроннолучевой трубки.

На фиг. 4 показаны зависимость 25 .20 ф от времени при Ц) О, временная зависимость 21 U ape (f

= 0, одиночная осциллограмма 22 импульса (совмещение осциллограмм двух импульсов) на экране электрон- 30 но-лучевой трубки при (О, - временная зависимость 23 потока 4 для .случая сдвига фаз между ф и на угол ф, временная зависимость

24 Ф при (g P О, одиночная осциллограмма 25 импульса (совмещение осциллограмм двух импульсов) на экране электронно-лучевой трубки при с о.

Устройство для электронно-лучевой сварки работает следующим образом.

Пучок 11 электронов колеблется перпендикулярно линии 12 стыка с помощью электромагнитной отклоняющей системы 1, по которой протекает ток

-".I синусоидальной формы. Отклоняю щая электромагнитная система 1 подключена к одной иэ вторичных обмоток сетевого трансформатора 2 через пер-. вый резистор 3. При пересечении поисковым пучком 11 электронов линии 12 стыка ток вторичных электронов, попадающих на коллектор 4 вторичных электронов, уменьшается, так как часть первичных электронов проникает в зазор между кромками и вторичные эле ктроны экранируются кромками и не попадают на коллектор 4 вторичных электронов. Ток в цепи коллектора 4

4 замыкается через второй резистор 5 на корпус, создавая на этом резисторе падение напряжения U<, которой через проходную емкость 6 подается на отклоняющие пластины Y-7 электронно-лучевой трубки 7. Пластины

Х-Х электронно-лучевой трубки 7 подключены к выходу генератора 8 пилообразного напряжения, работа которого синхронизируется импульсами пик-трансформатора 9, подключенного к второй обмотке сетевого трансформатора 2 через токоограничительный третий резистор 10.

Первый резистор 3 введен для уменьшения фазового сдвига между током I, протекающим по катушкам отклоняющей электромагнитной системы, и напряжением на вторичных обмотках сетевого трансформатора 2 до нескольких градусов.

rt, Так как fD = агсС8 — где r =2ЯЛ. -1 C) Q

Э (1) то увеличение R ведет к уменьшению (. Например, в устройстве совмещения установки ЭЛА-15 при индуктивности катушек отклоняющей системы

1,5 мГ и собственном активном сопротивлении 2 Ом угол сдвига на частоте

50 Гц равен 13 . Увеличение активного сопротивления внешнего резистора до 20 Ом уменьшает сдвиг до 1

Компенсация уменьшения тока в катушках из-эа увеличения активного сопротивления не представляет трудностей при питании отклоняющей системы от отдельной обмотки сетевого трансформатора. При величинах фазового сдвига в несколько градусов практически можно считать, что импульсы пик-трансформатора совпадают с максимумами тока в катушках отклоняющей системы, что отражено на фиг. 2.

На точность совмещения пучка 11 электронов со стыком наличие фазового сдвига не оказывает влияния. Уменьшение фазового сдвига повышает удобство наблюдения момента совмещения, так как совмещение импульсов происходит примерно в центре экрана электронно-лучевой трубки осциллографа, а не в стороне от центра (фиг.З и 4). Не имеет значения, происходит ли сдвиг магнитного потока Ч относительно тока То, или напряжения развертки U< относительно I, или то и другое происходит одновременно, 5 149696 так как в результате получают сдвиг импульсов по временной развертке на экране электронно-лучевой трубки. В известных отклоняющих системах сдвиг между ? и ч на частоте

50 Гц достаточно мал и составляет менее 1

Совмещение пучка электронов с линией стыка при использовании устройства для электронно-лучевой сварки осуществляется следующим образом.

Если линия 12 стыка не совпадает

I с плоскостью симметрии отклоняющего магнитного потока ф, то сигналы

U „оказываются сдвинутыми по фазе относительно моментов перехода- магнитного потока Ф через нуль. Если магнитный поток ф не имеет. сдвига по фазе относительно тока I то 2п о имеет место зависимость 14, показанная сплошной линией. Если спроектировать моменты времени, соответствующие импульсам 15 (максимальным значениям 0„), на ось вре- 25 мени зависимости I = f(e), то (как следует из построений, выполненных на фиг. 3) на экране электронно-лучевой трубки 7 получаются двойные осциллограммы 16, расстояние между которыми тем больше, чем дальше сдвинута линия 12 стыка относительно плоскости симметрии отклоняющего 1\ магнитного потока Ч,, а следовательно, и пучка. Если магнитный поток сдвинут по фазе íà угол(относительно I (временная зависиО мость 17), то импульсы 18 также сдвигаются по фазе, а на экране электронно-лучевой трубки 7 также полу40 чаются двойные осциллограммы 19, несколько сдвинутые относительно осциллограммы 16 по оси Х-Х трубки.

На фиг. 4 рассмотрен вариант, когда линия стыка совпадает с плоскостью симметрии отклоняющего магнитногопотока отклоняющейэлектромагнитнойсистемы 1 и с нулевоч линией отклоняющего тока I . Если магнитныйо поток ф не имеет сдвига фазы по отношению к току Х (временная зави50 симость 20), то вторично-эмиссионные импульсы 21 при графическом построении накладываются друг на друга и дают на экране электронно-лучевой трубки только один сигнал 22. Если поток Ч сдвинут по фазе на угол ) относительно тока ? (временная зависимость 23), то вторично-эмиссион1

6 ные импульсы 24 также накладываются друг на друга и дают на экране трубки также только один сигнал 25, сдвинутый по оси Х-Х относительно импульса 22. Следовательно, осциллограммы на экране электронно-лучевой трубки сдвоены, т. е. совмещены вдоль оси Х-Х лишь в том случае, если линия стыка сваргваемых кромок совпадает с нулевой линией отклоняющего тока I . Рассмотренное состояние не о изменяется, если пилообразное напряжение развертки имеет фазовый сдвиг на какой-то угол по отношению к току, протекающему по катушкам отклоняющей системы, за исключением того, что картинка на экране осциллографа

I сдвигается по оси Х-,Х на величину, пропорциональную углу фазового сдвига. Таким образом, оператор должен добиться совмещения вдоль оси

Х-Х . электронно-лучевой трубки двух осциллограмм вторично-эмиссионных импульсов. Когда в развертывающих системах электронно-лучевой трубки имеют место фазовые сдвиги, это. не приводит к каким-либо нарушениям прин-. ципа совмещения пятна нагрева со стыком свариваемых кромок, что позволяет испольэовать осциллограф с электромагнитным отколокением луча. Трубка с электростатическим отклонением выбрана для упрощения изложения принципа работы устройства. Совмещение пучка электронов со стыком свариваемых кромок может осуществляться перемещением изделия или пушки, а также введением в ток I постоянной составляющей.

Положительный эффект ст использования изобретения достигается за счет исключения из устройства ряда электронных компонентов, в том числе трудоемкого в изготовлении и малонадежного в эксплуатации дорогостоящего трансформатора, уменьшения операций по настройке, повышения эксплуатационной надежности.

Формула из о бр ет ения

Устройство для электронно-лучевой сварки, содержащее электронную пушку с электромагнитной отклоняющей системой, источник синусоидального напряжения, электрически связанный с электромагнитной отклоняющей системой электронной пушки, коллектор вторичных электронов, электронно-лу1496961

1О чевую трубку, электрически свя занную с коллектором вторичных электронов, о i л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции при сохранении точности совмещения пятна нагрева на изделии со стыком свариваемых кромок перед сваркой и повышения эксплуатационной надежности, устройство снабжено первым резистором, включенньм последовательно с электромагнитной отклоняющей систЕмой, пик-тр ан сфор мат ор ом, первичная обмотка которого подключена к источнику синусоидального напряжения через второй резистор, а также генера- . тором пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу временной развертки электронно-лучевой трубки, а вход — к вторичной обмот- . ке пик-трансформатора.

149696)

lo

4п

1496961

Составитель В. Пучинский

ТехредЛ.Олийнык - Корректор M. Ыароши

Редактор И. Рыбченко,.Заказ 4375/16 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская Фаб., д. 4/5

° емелю авю юю

ОфоизвоДстаенно"издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101