Установка для электронно-лучевой сварки цилиндрических изделий
Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для осуществления многопозиционной прецизионной автоматизированной электронно-лучевой сварки цилиндрических изделий, в том числе изготовленных из химически активных металлов и сплавов. Сущность полезной модели заключается в том, что параметры технологического процесса задаются автоматизированной системой управления, связанной с электронно-лучевой пушкой, приводами перемещения и вращения изделий и вакуумной системой. Применение цанговых патронов для установки изделий на многопозиционном барабане обеспечивает возможность для варьирования диаметра устанавливаемых изделий. Электронная пушка снабжена системой визуального наблюдения, позволяющей оператору следить за положением луча относительно стыка, а также стабилизированным высоковольтным источников питания и регулятором тока луча. Вакуумная система обеспечивает раздельную откачку и напуск воздуха в вакуумную камеру и электронно-лучевую пушку, для чего введен вакуумный клапан, расположенный между пушкой и камерой. Технический результат заключается в повышении качества сварных соединений путем обеспечения воспроизводимости параметров технологического процесса, автоматизации управления оборудованием, сокращения времени подготовительных операций и расширения технологических возможностей оборудования, 1 н.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для осуществления многопозиционной прецизионной автоматизированной электронно-лучевой сварки цилиндрических изделий, в том числе изготовленных из химически активных металлов и сплавов.
Наиболее близким к полезной модели аналогом (прототипом) является установка для электронно-лучевой сварки цилиндрических изделий (Авторское свидетельство СССР №1069259, Кл. В23К 15/00, В23К 37/04, опубликовано 27.07.2000 г.), содержащая вакуумную камеру, электронную пушку, фланец с консолью, многопозиционный барабан с зажимными устройствами для изделий на каждой позиции, установленный на консоли фланца, механизмы продольного и поперечного перемещения изделия, делительный диск с фиксатором и закрепленные на наружной поверхности фланца привод поворота барабана, привод вращения изделия и привод механизма продольного перемещения изделия.
Известная установка предназначена для сварки цилиндрических изделий. Многопозиционный барабан обеспечивает возможность одновременной установки нескольких деталей. Установленные механизмы и приводы позволяют вращать свариваемые изделия, осуществлять их продольное и поперечное перемещение, и посредством вращения барабана, осуществлять переход от одной детали к другой. Таким образом, сварка всех установленных изделий может быть осуществлена последовательно, и не требует проведения дополнительных циклов откачки.
Отсутствие высокоуровневых средств автоматизации, обеспечивающих управление электронной пушкой, приводами перемещения и вращения изделий и вакуумной системой, снижает воспроизводимость качества
получаемых сварных соединений. Размещение приводов перемещения и вращения изделий снаружи вакуумной камеры требует организации вакуумного ввода механического движения, что усложняет конструкцию установки, а установка лимба на фланце вакуумной камеры позволяет отслеживать только поперечное перемещение изделия и угол поворота барабана, что ограничивает возможность слежения за ходом технологического процесса.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в повышении качества сварных соединений путем обеспечения воспроизводимости параметров технологического процесса, автоматизации управления оборудованием, сокращения времени подготовительных операций и расширения технологических возможностей оборудования.
Полезная модель обеспечивает решение поставленной задачи за счет применения автоматизированной системы для управления электроннолучевой пушкой, приводами перемещения и вращения изделий и вакуумной системой по заданной программе, применения стабилизированного высоковольтного источника питания и регулятора тока луча, возможности установки деталей различного диаметра и длины с применением цанговых зажимов, раздельной откачки вакуумной камеры и пушки, а также наблюдения за процессом через микроскоп со стороны электронного луча.
Установка для электронно-лучевой сварки цилиндрических изделий содержит вакуумную камеру, вакуумную систему, электронную пушку, многопозиционным барабан с зажимными устройствами для изделий на каждой позиции, механизмы продольного и поперечного перемещения изделия, привод поворота барабана, привод вращения изделия и приводы механизма продольного и поперечного перемещения изделия, автоматизированную систему управления, связанную с электронной пушкой, приводом поворота многопозиционного барабана, приводом вращения изделия, приводами механизма продольного и поперечного перемещения изделия и вакуумной системой, вакуумный клапан, расположенный между
электронной пушкой и вакуумной камерой, при этом вакуумная система выполнена с возможностью обеспечения раздельной откачки и раздельного напуска воздуха в вакуумную камеру и электронную пушку, а электронная пушка содержит систему визуального наблюдения для слежения за положением свариваемых изделий относительно луча, высоковольтный стабилизированный источник питания и регулятор тока электронного луча. Зажимные устройства многопозиционного барабана могут быть выполнены выполнены в виде цанговых патронов. Привод вращения изделия и приводы механизма продольного и поперечного перемещения изделия могут быть расположены внутри вакуумной камеры.
Полезная модель поясняется чертежом, где показана функциональная схема установки для электронно-лучевой сварки цилиндрических изделий.
Установка для электронно-лучевой сварки цилиндрических изделий содержит вакуумную камеру 1 с электронной пушкой 2, многопозиционным барабаном 3 с зажимными устройствами 4 для изделий 5 на каждой позиции, механизмы продольного 6 и поперечного 7 перемещения изделия, делительный диск 8 с фиксатором 9, привод поворота барабана 10, привод вращения изделия 11 и приводы механизма продольного 12 и поперечного 13 перемещения изделия, между электронной пушкой и вакуумной камерой расположен дополнительно введенный вакуумный клапан 14, установка содержит вакуумную систему 15, обеспечивающую раздельную откачку и раздельный напуск воздуха в вакуумную камеру и электронную пушку, электронная пушка содержит систему визуального наблюдения 16 для слежения за положением свариваемых изделий относительно луча, высоковольтный стабилизированный источник питания 17 и регулятор тока электронного луча 18, зажимные устройства многопозиционного барабана выполнены в виде цанговых патронов, привод поворота барабана, привод вращения изделия и приводы механизма продольного и поперечного перемещения изделия расположены внутри вакуумной камеры, а технологический процесс регулируется автоматизированной системой
управления 19, связанной с электронной пушкой, приводом поворота барабана, приводом вращения изделия, приводами механизма продольного и поперечного перемещения изделия, и вакуумной системой установки.
Первоначально вакуумный клапан 14 находится в закрытом состоянии. По программе, заданной автоматизированной системой управления 19, производится откачка вакуумного объема электронно-лучевой пушки до достижения в нем рабочего вакуума. После этого установка считается выведенной на рабочий режим. Изделия 5 устанавливаются в цанговых зажимных устройствах 4. По программе, заданной автоматизированной системой управления 19, производится откачка вакуумной камеры 1 до достижения рабочего вакуума. Вакуумный клапан 14 переводится в открытое состояние, и начинается технологический цикл. С помощью системы визуального наблюдения 16 оператор совмещает электронный луч в режиме малого тока со стыком свариваемых деталей (изделия). Параметры луча при этом устанавливаются с помощью системы автоматического управления 19. После совмещения луч отключается, и задается программа сварки изделия. Параметрами сварки являются - ток луча и закон его изменения, ускоряющее (анодное) напряжение пушки и скорость вращения детали относительно луча. Алгоритм регулирования тепловой мощности, выделяемой в детали может быть различным и определяется технологическими требованиями. Возможные режимы - ступенчатое или плавное нарастание тока луча, постоянный режим работы, ступенчатое или плавное уменьшение тока луча, в зависимости от углового положения детали, времени и т.д. По команде оператора автоматизированная система управления 19 начинает воздействовать на регулятор тока луча 18, высоковольтный источник питания 17 и привод вращения изделия 10. Оператор наблюдает за ходом процесса через систему визуального наблюдения. По окончанию сварки оператор может осмотреть сварной шов, после чего по команде автоматизированной системы управления 19 с помощью привода поворота барабана происходит смена позиции (переход к
следующему изделию), и описанный технологический цикл сварки повторяется для каждого свариваемого изделия. После сварки всех изделий закрывается вакуумный клапан 14, автоматизированная система управления воздействует на вакуумную систему, которая производит напуск воздуха в вакуумную камеру 1, что позволяет извлечь из нее все сваренные детали (изделия), и установить новые. После повторной установки цикл сварки повторяется.
Наличие вакуумного клапана 14 позволяет во-первых сократить время подготовительных операций на каждый цикл (не требуется повторная откачка пушки после перезагрузки камеры), и во-вторых облегчает обслуживание электронно-лучевой пушки (позволяет производить замену катода, не напуская воздух в камеру).
1. Установка для электронно-лучевой сварки цилиндрических изделий, содержащая вакуумную камеру, вакуумную систему, электронную пушку, многопозиционный барабан с зажимными устройствами для изделий на каждой позиции, механизмы продольного и поперечного перемещения изделия, привод поворота многопозиционного барабана, привод вращения изделия и приводы механизма продольного и поперечного перемещения изделия, отличающаяся тем, что она содержит автоматизированную систему управления, связанную с электронной пушкой, приводом поворота многопозиционного барабана, приводом вращения изделия, приводами механизма продольного и поперечного перемещения изделия и вакуумной системой, и вакуумный клапан, расположенный между электронной пушкой и вакуумной камерой, при этом вакуумная система выполнена с возможностью обеспечения раздельной откачки и раздельного напуска воздуха в вакуумную камеру и электронную пушку, а электронная пушка содержит систему визуального наблюдения для слежения за положением свариваемых изделий относительно луча, высоковольтный стабилизированный источник питания и регулятор тока электронного луча.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что зажимные устройства многопозиционного барабана выполнены в виде цанговых патронов.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что привод вращения изделия и приводы механизма продольного и поперечного перемещения изделия расположены внутри вакуумной камеры.
