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

Настоящее 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 излучения, 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 анода /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.

Техническая 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 сварка световым лучом, содержащем отражатель с расположенными в нем электродами - анодом и катодом в электрододержателях, охлаждаемый корпус, экран, прозрачный для светового потока, узел перемещения анода выполнен в виде кольцевого постоянного магнита, камеры, размещенной внутри магнита и сообщающейся с внутренней полостью отражателя, тяги, один конец которой соединен с анодом, а другой снабжен магнитным наконечником, взаимодействующим с постоянным магнитом, кольцевой постоянный магнит установлен в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль камеры.

Механизм перемещения постоянного магнита может быть выполнен в виде электромотора. Устройство снабжено возвратной пружиной для удержания магнита в стационарном положении, установленной снаружи камеры между магнитом и фланцами камеры.

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 кольцевого постоянного магнита, камеры, размещенной внутри магнита и сообщающейся с внутренней полостью отражателя, тяги, один конец которой соединен с анодом, а другой снабжен магнитным наконечником, взаимодействующим с постоянным магнитом, а также установка магнита с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль камеры с помощью электромотора позволяет уменьшить и регулировать скорость перемещения анода при поджиге за счет совместного перемещения постоянного магнита относительно камеры и магнитного наконечника внутри камеры.

В результате обеспечивается плавное с регулируемой скоростью перемещение анода к катоду и обратно.

Устройство для связки 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, состоящий из постоянного магнита 8, магнитного наконечника 9, размещенного в камере 10, сообщающейся с внутренней полостью отражателя 1. Перемещение анода 3 осуществляется с помощью тяги 11, один конец которой жестко соединен с анодом, а на другой насажен магнитный наконечник 9. Перемещение постоянного магнита 8 вдоль камеры 10 осуществляется с помощью электромотора 12, выходной вал которого соединен с постоянным магнитом. В устройстве имеется возвратная пружина 14 для удержания постоянного магнита 8 в стационарном положении.

Узел перемещения анода 3 крепится к корпусу 6 с помощью фланца 15 и гайки 16. К фланцу 15 жестко подсоединен электрододержатель 4 катода 2.

Совмещение катодной области с излучающим фокусом отражателя 1 осуществляется с помощью юстировочных прокладок 17. 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 17. Затем осуществляется подача напряжения холостого хода на электроды 2 и 3. Одновременно подается напряжение на электромотор 12. При этом происходит совместное плавное перемещение магнитного наконечника 9 в камере 10 относительно постоянного магнита 8 и самого магнита 8 внутри корпуса 6 при воздействии на него выходного вала 13 электромотора 12. В это время осуществляется сжатие возвратной пружины 14 и тяга 11, расположенная внутри электрододержателя 5 анода 3, перемещает анод 3 до соприкосновения с катодом 2.

Этот момент является сигналом для реверсирования электромотора 12. Это действие электромотора 12 возвращает постоянный магнит 8 и тягу 11 с анодом 3 в исходное состояние. В момент отхода анода 3 от катода 2 загорается дуга. Скорость отвода анода 3 от катода 2 регулируется числом оборотов электромотора 12.

В процессе работы устройства электроды - катод 2 и анод 3 охлаждаются. Для этого в них предусмотрены каналы для протекания охлаждающей среды.

Устройство для сварки световым лучом содержит водоохлаждаемый токоподвод 19, который подает напряжение и охлаждающую жидкость к аноду 3, водоохлаждаемый токоподвод 20 для катода 2.

В устройстве предусмотрен блокировочный механизм 21 для ограничения хода постоянного магнита 8 во избежание поломок электродов при касании и блокировочный механизм 22 для отключения напряжения на электромоторе 12 при возврате анода 3 в исходное положение после возбуждения дуга.

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 получить 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 конструкции и материалов.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки
1. Лопатина Г. Г. и др. "Оптические печи", изд. Металлургия, I960 г., стр. 92-93.

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

Изобретение относится к сварке и пайке и может быть использовано для получения неразъемных соединений пайкой или сваркой изделий, используемых в приборостроении и машиностроении. В отражателе расположены электроды - катод и анод в электрододержателях, имеется охлаждаемый корпус, прозрачный для светового потока экран, и узел перемещения анода. Этот узел выполнен в виде кольцевого постоянного магнита, камеры, расположенной внутри магнита и сообщающейся с внутренней полостью отражателя, тяги, один конец которой соединен с анодом, а другой снабжен магнитным наконечником, взаимодействующим с постоянным магнитом. Кольцевой постоянный магнит установлен в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль камеры с помощью электромотора. Отражатель может быть установлен в корпусе с возможностью перемещения для совмещения катодной области дугового разряда с излучающим фокусом отражателя. Такое выполнение узла перемещения анода обеспечивает плавное с регулируемой скоростью перемещение анода к катоду и обратно. 3 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, отличающееся тем, что узел перемещения анода выполнен в виде кольцевого постоянного магнита, камеры, расположенной внутри магнита и сообщающейся с внутренней полостью отражателя, тяги, один конец которой соединен с анодом, а другой снабжен магнитным наконечником, взаимодействующим с постоянным магнитом, кольцевой постоянный магнит установлен в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль камеры. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом перемещения постоянного магнита, выполненным в виде электромотора. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено возвратной пружиной для удержания магнита в стационарном положении, установленной снаружи камеры между магнитом и фланцами камеры. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отражатель установлен в корпусе с возможностью перемещения для совмещения катодной области дугового разряда с излучающим фокусом отражателя.