УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ СВЕТОВЫМ ЛУЧОМ Российский патент 2001 года по МПК B23K28/00 

Изобретение относится к области получения неразъемных соединений сваркой световым лучом изделий, используемых в приборостроении, машиностроении, в частности изобретение относится к устройствам для сварки световым лучом.

Устройства, осуществляющие концентрацию энергии оптического излучения, используются для реализации различных технологических процессов, связанных с локальным нагревом поверхности обрабатываемого материала.

Известно устройство для сварки световым лучом, содержащее отражатель с расположенными в нем электродами катодом и анодом в электрододержателях, охлаждаемый корпус, экран, прозрачный для светового потока, узел совместного перемещения электродов и узел перемещения анода /1/.

Известно устройство для сварки световым лучом, содержащее корпус с герметичной крышкой, установленный в корпусе отражатель с криволинейной внутренней поверхностью, электроды анод и катод в электрододержателях, узел совместного перемещения электродов для юстировки дугового разряда относительно излучающего фокуса отражателя, экран, прозрачный для светового потока /2/.

Недостатком известных устройств для сварки световым лучом является в одном случае сложность выполнения узлов совместного перемещения электродов и узла перемещения анода, а в другом наличие дополнительного анода, перемещающего вдоль электрододержателя основного анода. Все это не позволяет улучшить энергетические и эксплуатационные характеристики устройства и тем самым повысить эффективность работы устройства.

Задача изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет улучшения энергетических и эксплуатационных характеристик.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство, содержащее корпус с герметичной крышкой, установленный в корпусе отражатель с криволинейной внутренней поверхностью, электроды анод и катод в электрододержателях, узел совместного перемещения электродов для юстировки дугового разряда относительно излучающего фокуса отражателя, экран, прозрачный для светового потока, дополнительно снабжено механизмом перемещения катода вдоль оси отражателя и сепаратором, узел перемещения катода выполнен в виде рычагов и тяг, одна из которых соединена с сердечником электромагнита, сепаратор выполнен в виде гильзы со змеевидными прорезями и размещен между стенкой отражателя и корпусом, узел совместного перемещения электродов выполнен в виде закрепленного на герметичной крышке цилиндрического блока, внутри которого размещен электрододержатель анода и жестко соединен с ним, при этом электрододержатель катода через консоль жестко соединен с цилиндрическим блоком, герметичная крышка выполнена в виде монолита, состоящего из внешнего и внутреннего фланцев с гофрированной диафрагмой между ними, внешний фланец соединен с корпусом, а внутренний с цилиндрическим блоком, наружная поверхность отражателя выполнена в виде цилиндрической поверхности.

Катод может быть выполнен в средней части с утолщением в виде конуса, контактирующего с конической поверхностью электрододержателя.

Механизм перемещения цилиндрического блока может быть выполнен в виде рычажной вилки с выступами, контактирующими с внутренним фланцем герметичной крышки, гайки и ходового винта, расположенных в раме, одна часть вилки шарнирно соединена с опорой, жестко закрепленной на внешнем фланце герметичной крышки, а другая контактирует с гайкой.

Установка катода с возможностью перемещения вдоль оси отражателя и соответственно использование механизма перемещения в виде тяг и рычагов, одна из которых соединена с сердечником электромагнита дает надежное зажигание дуги в момент размыкания контакта с анодом. Целесообразность перемещения катода, а не анода усматривается в том, что он не требует сложной системы охлаждения и имеет малые габариты.

Наличие сепаратора между отражателем и корпусом предложенной конструкции позволяет производить циркуляцию охлаждающей среды по внешней поверхности отражателя независимо от пространственного положения самого устройства и обеспечивает контакт охлаждающей среды с внешней поверхностью отражателя, при этом упрощается технология изготовления водяной рубашки.

Герметичная крышка, выполненная в виде монолита, состоящего из внешнего и внутреннего фланцев и гофрированной диафрагмы между ними, обеспечивает надежную герметизацию при перемещении анода в процессе юстировки.

Выполнение узла перемещения электродов в виде цилиндрического блока обеспечивает высокую точность и соосность электродов относительно оси отражателя.

Выполнение утолщения в виде конуса в средней части катода позволяет создать тепловой контакт в рабочем положении при контактировании с конической поверхностью электрододержателя.

Устройство для сварки световым лучом поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - конструкция сепаратора; на фиг. 3 - разрез по А-А фиг. 2; на фиг. 4 - развертка цилиндрической поверхности сепаратора.

Устройство для сварки световым лучом содержит корпус 1 с герметичной крышкой 2, имеющей внешний фланец 3, внутренний фланец 4 и гофрированную диафрагму 5, расположенную между ними. Внутри корпуса 1 размещен отражатель 6 с криволинейной внутренней поверхностью 7. В отражатель 6 помещены катод 8 и анод 9 в электрододержателях 10 и 11 соответственно. Механизм перемещения катода 8 содержит рычаг 12, соединенный с тягой 13, которая в свою очередь через рычаг 14 соединена с тягой 15, а она с сердечником электромагнита 16.

Узел совместного перемещения электродов содержит цилиндрический блок 17, прикрепленный к внутреннему фланцу 4 герметичной крышки 2. Внутри блока 17 размещен элетрододержатель 11 анода 9 и закреплен на нем, при этом электрододержатель 10 катода 8 закреплен на блоке 17 через консоль 18. Устройство для сварки световым лучом содержит сепаратор 19, расположенный между внешней цилиндрической поверхностью отражателя 6 и корпусом 1. Сепаратор 19 выполнен в виде гильзы со змеевидными прорезями 20.

Перемещение цилиндрического блока 17 в процессе юстировки дугового разряда относительно излучающего фокуса отражателя 6 осуществляется с помощью рычажной вилки 21, имеющей выступы 22, плавающей гайки 23 и ходового винта 24, размещенных в раме 25, которая в свою очередь контактирует с рычажной вилкой 21. Рычажная вилка 21 шарнирно соединена с опорой 26, жестко закрепленной на внешнем фланце 3 герметичной крышки 2.

Устройство содержит также прозрачный для световых лучей экран 27 и защитное стекло 28. Для охлаждения анода 9, катода 8 и отражателя 6 предусмотрена система охлаждения 29.

Устройство для сварки световым лучом работает следующим образом.

В устройстве постоянно находится инертный газ под давлением, которым заполняют корпус после откачки воздуха.

Подается напряжение от источника питания на электроды и электромагнит. Сердечник электромагнита 16 втягивает тягу 15, которая в свою очередь перемещает одно плечо рычага 14. Другое плечо рычага 14 соединенное с тягой 13 давит на плечо рычага 12, который другим плечом перемещает катод 8 в сторону анода 9 до совмещения с ним. В процессе размыкания электродов зажигается дуга на дежурном режиме. Вся система перемещения при отходе катода 8 работает в обратном порядке и за счет возвратной пружины /не показана/, находящейся в электромагните 16, он возвращается в исходное положение. Затем осуществляется юстировка дугового промежутка относительно излучающего фокуса отражателя 6. Для этого начинают перемещать гайку 23 с помощью ходового винта 24. Гайка 23 давит на рычажную вилку 21, выступы 22 которой оказывают давление на цилиндрический блок 17 и происходит совместное перемещение анода 9 с электрододержателем 11 и катода 8 с электрододержателем 10 по оси отражателя 6 для совмещения дугового промежутка с его излучающим фокусом. В процессе совместного перемещения электродов вместе с цилиндрическим блоком 17 перемещается и внутренний фланец 4 герметичной крышки 2 за счет работы диафрагмы 5.

Образовавшиеся лучи светового потока попадают на внутреннюю поверхность 7 отражателя 6 и, отражаясь от нее, проходят через экран 27 и фокусируются в рабочем фокусе отражателя 6. В эту зону помещается свариваемая деталь и осуществляется процесс сварки.

Во время работы устройства осуществляется охлаждение анода и катода, а также отражателя с помощью сепаратора 19 по змеевидным каналам 20, по которым перемещается охлаждающая среда. Постоянный контакт выступов 22 рычажной вилки 21 с внутренним фланцем 4 герметичной крышки 2 осуществляется за счет воздействия давления газа на диафрагму 5.

Предложенная установка имеет упрощенную конструкцию, улучшенные энергетические и эксплуатационные характеристики и в связи с этим значительно повышается эффективность работы устройства.

Источники информации
1. Патент РФ N 2060120, B 23 K 28/00, 20.05.96.

2. PCT N 97/13610, B 23 K 1/005, 17.04.97.

Изобретение относится к сварке, в частности к устройству для сварки световым лучом, и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Механизм перемещения катода вдоль оси отражателя выполнен в виде электромагнита с сердечником, рычагов и тяг. Одна из тяг соединена с сердечником. Сепаратор выполнен в виде гильзы с прорезями и размещен между внешней стенкой отражателя и корпусом. Герметичная крышка имеет внутренний и внешний, соединенный с корпусом, фланцы и гофрированную диафрагму. Узел совместного перемещения электродов выполнен в виде закрепленного на внутреннем фланце крышки с возможностью перемещения цилиндрического блока с консолью. Внутри блока размещен жестко соединенный с ним электрододержатель анода и жестко соединенный с ним через консоль электрододержатель катода. Наружная поверхность отражателя выполнена цилиндрической. Катод выполнен в средней части с утолщением в виде конуса для контактирования с конической поверхностью электрододержателя. Механизм перемещения цилиндрического блока выполнен в виде рычажной вилки с выступами, гайки, ходового винта, рамы и опоры. Данное устройство имеет улучшенные энергетические и эксплуатационные характеристики. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для сварки световым лучом, содержащее корпус с герметичной крышкой, установленный в корпусе отражатель с внутренней криволинейной поверхностью, электроды - анод и катод в электрододержателях, узел совместного перемещения электродов для юстировки дугового разряда относительно излучающего фокуса отражателя и экран, прозрачный для светового потока, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом перемещения катода вдоль оси отражателя, выполненным в виде электромагнита с сердечником, рычагов и тяг, одна из которых соединена с сердечником, и сепаратором, выполненным в виде гильзы с прорезями, размещенным между внешней стенкой отражателя и корпусом, при этом герметичная крышка имеет внутренний и внешний, соединенный с корпусом, фланцы и гофрированную диафрагму, узел совместного перемещения электродов выполнен в виде закрепленного на внутреннем фланце крышки с возможностью перемещения цилиндрического блока с консолью, внутри которого размещен жестко соединенный с ним электрододержатель анода и жестко соединенный с ним через консоль электрододержатель катода, а наружная поверхность отражателя выполнена цилиндрической. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катод выполнен в средней части с утолщением в виде конуса для контактирования с конической поверхностью электрододержателя. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрический блок имеет механизм перемещения, выполненный в виде рычажной вилки с выступами, гайки, ходового винта, рамы и опоры, при этом опора жестко соединена с внешним фланцем герметичной крышки, гайка и ходовой винт расположены в раме, рычажная вилка шарнирно закреплена на опоре с возможностью контактирования с гайкой и своими выступами с внутренним фланцем.