УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ СВЕТОВЫМ ЛУЧОМ Российский патент 2001 года по МПК B23K28/00 B23K1/05 

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

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

Известно устройство, содержащее металлический отражатель, охлаждаемый водой, и кварцевый экран для выхода излучения. Электроды с электрододержателями расположены внутри отражателя и установлены стационарно /1/.

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 перемещения, содержащий сильфоны /2/.

Известное устройство позволяет повысить мощность излучения. Однако узел перемещения анода имеет такую конструкцию, которая не обеспечивает плавное с регулируемой скоростью перемещение анода к катоду и обратно. В известной конструкции перемещение анода осуществляется за счет поворота эксцентрика, который в процессе работы может заклинить весь механизм перемещения из-за того, что ему приходится преодолевать сжатие сильфонов при большом давлении газа во внутренней полости сильфонов. Это приводило к отрыву сильфонов в зонах паяных соединений этих элементов с корпусом, длительному контакту анода с катодом. При быстром отводе анода от катода наблюдался произвольный обрыв дуги. Что требовало многократного перемещения анода к катоду для возбуждения дуги. Все это, в свою очередь, вызывало повышенный износ катода и снижало срок службы электродов.

Задача изобретения - повышение эффективности работы устройства и его эксплуатационной стойкости, а также обеспечение плавного с регулируемой скоростью перемещения анода.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для сварки световым лучом, содержащем отражатель с расположенными в нем электродами - анодом и катодом в электрододержателях, охлаждаемый корпус, экран, прозрачный для светового потока, узел перемещения анода, содержащий сильфон, выполнен в виде закрепленной на электрододержатеде анода и сообщающейся с внутренней полостью отражателя камеры, внутри которой расположен сильфон, тяги, одним концом соединенной с анодом, а другим - с сильфоном, внутри которого размещена втулка, прикрепленная к дну сильфона, электромотора, вал которого установлен с возможностью взаимодействия с втулкой.

Отражатель в устройстве для сварки световым лучом может быть установлен в корпусе с возможностью перемещения для совмещения катодной области дугового разряда с излучающим фокусом отражателя.

Выполнение узла перемещения анода в виде закрепленной на электрододержателе анода и сообщающейся с внутренней полостью отражателя камеры, внутри которой расположен сильфон, тяги, один конец которой соединен с анодом, а другой - с сильфоном, внутри которого размещена втулка, прикрепленная к дну сильфона, электромотора, вал которого установлен с возможностью взаимодействия с втулкой, позволяет уменьшить и регулировать скорость перемещения анода при поджиге за счет сжатия сильфона с помощью вращающегося вала электромотора.

Устройство для сварки световым лучом поясняется чертежом.

Устройство для сварки световым лучом содержит металлический отражатель 1, внутри которого расположены катод 2 и анод 3 в электрододержателях 4 и 5. Отражатель 1 размещен в водоохлаждаемом корпусе 6. Прозрачный экран 7 закреплен в отражателе 1 и позволяет герметизировать внутреннюю полость отражателя при заполнении инертным газом. Электрододержатели 4 и 5 установлены стационарно.

Устройство для сварки световым лучом содержит узел перемещения анода 3, который состоит из камеры 8, внутри которой расположен сильфон 9. Камера 8 прикреплена к элетрододержателю 5 анода 3 и сообщается с внутренней полостью отражателя 1. Узел перемещения анода содержит также тягу 10, один конец которой соединен с анодом 3, а другой - с сильфоном 9, внутри которого размещена втулка 11, прикрепленная к дну сильфона 9, электромотор 12, выходной вал 13 которого установлен с возможностью взаимодействия с втулкой 11.

Узел перемещения анода 3 крепится к корпусу 6 с помощью фланца 14 и гайки 15. К фланцу 14 жестко подсоединен электрододержатель 4 катода 2.

Совмещение катодной области с излучающим фокусом отражателя 1 осуществляется с помощью юстировочных прокладок 16. Устройство содержит защитное стекло 17 от повреждений и паров металлов при сварке.

Устройство для сварки световым лучом работает следующим образом.

Предварительно осуществляется юстировка дугового промежутка, а именно совмещение катодной области дугового разряда с излучающим фокусом отражателя 1 путем его перемещения относительно корпуса 6 за счет перестановки юстировочных прокладок 16. Затем осуществляется подача напряжения холостого хода на электроды 2 и 3. Одновременно подается напряжение на электромотор 12. Начинается вращение вала 13, который выкручивается из втулки 11 и растягивает сильфон 9. Прикрепленная к сильфону 9 тяга 10 перемещает анод 3 к катоду 2. В момент замыкания анода 3 с катодом 2 осуществляется реверс электромотора 12, его вал 13 вкручивается во втулку 11 и медленно отводит анод 3 от катода 2 за счет сжатия сильфона 9. В этот момент образуется дуговой разряд и устройство готово к работе на дежурном режиме. Электромотор 12 отключается.

При возбуждении дугового разряда образующийся световой поток попадает на внутреннюю отражающую поверхность отражателя 1 и, отражаясь от него, фокусируется в рабочем фокусе, в зоне которого устанавливается свариваемое изделие. Изменяя конфигурацию отражающей поверхности отражателя 1, т.е. выполняя ее из нескольких частей сферической и/или эллипсоидной формы, можно получать в рабочем фокусе световой луч различной плотности и мощности, при этом предотвращать потерю светового потока, а также изменять расстояние между излучающим и рабочим фокусами.

Предлагаемая конструкция устройства для сварки световым лучом позволяет повысить эксплуатационную стойкость устройства и его эффективность в процессе работы, получать дуговой разряд с повышенной мощностью и регулируемой яркостью дуги в катодной области и плотностью лучистой энергии в рабочем фокусе, уменьшить износ электродов в процессе работы.

Предложенное техническое решение может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется получение неразъемного соединения любых конструкций и материалов.

Источники информации
1. Лопатина Г. Г. и др. "Оптические печи", изд. Металлургия, 1960 г., стр. 92-93.

2. Патент РФ N 2060120, кл. B 23 K 1/005, 27.09.94е

Изобретение относится к области получения неразъемных соединений сваркой или пайкой, а именно к устройству для сварки световым лучом. В отражателе расположены электроды - катод и анод в электрододержателях. Узел перемещения анода выполнен в виде тяги и закрепленной на электрододержателе анода и сообщающейся с внутренней полостью отражателя камеры. Внутри камеры расположен сильфон. Один конец тяги соединен с анодом, a другой - с сильфоном. В сильфоне размещена втyлка электромотора, вал которого установлен с возможностью взаимодействия с втулкой. Отражатель установлен в корпусе с возможностью перемещения для совмещения катодной области дугового разряда с излучающим фокусом отражателя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. 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 перемещения анода, содержащий сильфон, отличающееся тем, что узел перемещения анода выполнен в виде закрепленной на электрододержателе анода и сообщающейся с внутренней полостью отражателя камеры, внутри которой расположен сильфон, тяги, один конец которой соединен с анодом, а другой - с сильфоном, в котором размещена втулка, электромотора, вал которого установлен с возможностью взаимодействия с втулкой. 2. Устройство для сварки световым лучом по п.1, отличающееся тем, что отражатель установлен в корпусе с возможностью перемещения для совмещения для совмещения катодной области дугового разряда с излучающим фокусом отражателя.