Устройство для электронно-лучевой сварки Советский патент 1987 года по МПК B23K15/00 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к оборудованию для электронно-лучевой сварки, и предназначено для сварки с двойным нреломление.м и круговой разверткой электронного луча.

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет перемещения фокального нятна развертки луча но толщине свариваемого металла.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока положения фокального пятна; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу блока положения фокального нятна; на фиг. 4 - положения фокального пятна сходящегося электронного луча в процессе его перемещения по толщине свариваемого изделия на участке замыкания кольцевого стыка; на фиг. 5 - - функциональная схема усилителя магнитной развертки.

Устройство (фиг. 1) содержит электрон- но-лучевую пущку 1 с отклоняющими системами 2 и 3, разнесенными вдоль электрошю- онтической оси, генератор 4 круговой развертки, к выходам которого подключены переменные резисторы 5 и 6, интегратор 7, вьшолненный на операционном усилителе 8 с ключом 9 в цепи обратной связи и переменным резистором 10 на входе, блоки 11 и 12 положения фокального пятна, инфор- .мационные входы 13 которых подключены к выходам генератора 4, а унравляю|,ие вхо- ды 14 соединены с выходом интегратора 7, суммирующие усилители 15 и 16, усилители верхней 18 и 19 и нижней 17 и 20 отклоняющих систем.

Блок 11 (12) положения фокального пятна (фиг. 2) содержит суммирующий уси.пи- тель 21, аналоговый перемножите; ь 22, неременный резистор 23 тины смепдения и операционный усилитель 24.

Усилители 17--20 (фиг. 5) содержат операционный усилитель 25 и делитель обрат- ной связи 26.

Электронно-лучевая пунжа 1 является источником ускоренного потока электронов. Ее отклоняющие системы 2 и 3 разнесены вдоль .электронно-оптической оси и обеспечивают двойное преломление луча, которое достигается формированием встречных электромагнитных нолей в ОТК.ЛОНЯЮЩИХ системах 2 и 3. Ветречное направление электромагнитных нолей обеспечивается подачей противофазных нанряжений на идентичные обмотки отклоняющих систем или противофазным включением идентичных обмоток.

Генератор 4 круговой развертки выдает квадратурные сигналы Usin о t и IJcosix) t, которые используются для получения круговой сходящейся развертки луча. Схожде- ние развертки обеспечивается нревышением тока в нижней отклоняющей системе 3 по отношению к верхней отклоняющей систе5

0 О

5

Q

5

S5

.ie 2. Схождение круговой о; двойном ире. 1ом;:е11 :.{ ocviucc fv кальном пятне, т. е. в точке электронно-оптической oc i линией отклоненно1ч:1 луча. В -/ плитуда круговой раззс Тки Переменные резисторы 5 л i) установки величины угла сло/к: ки электронного луча. Ь киз;М::: сдвоены и подключены к .о. тора 4.

Интегратор 7 служит для qio линейно нарастаюп1сго на,г)51/к(.м ке замыкания 1 ольпе зо1 () . i мирования линейного напоя- ризуется размыканием к,;::очг: нарастания напряжения .i. . :: менным резистором 10,

Блоки 11 и 12 :(,.;/:: ;. ,

ПЯТПа ИДеНТИЧПЬ П ГЛХ / -Я ; ,::

установки положен ;: ч;о:-;;: ;: T j л типе с в а р и Б а е .м о .о 11з. ic л: s щим его перемещение- ,: к участке замыка1;ия к()(

Информацио1;пыг L;X;;,:;- ; и 12 ноложения фокальмсгг; i;- ; ны к соответствующим , ач круговой развертки, -.. ;. MJ);;:;,- ды 14 к выходу ( : р г)1 ках II и 2 панряжо П ; , ,-. лируются и модулируются ii:-i ;:

ХОДНЫМ Иа: рЯЖе1;Иел Hli /:-: j):-T

Суммирук)П,ис vcrt;;;; -: :; . / ияются и.аеп1 , и. I;;- :;; , ; суммирование па1 ряжеи1-1: Ч Н блоков 11 п 12 no,;ic)-ci;M ;i : ф г; на с нанряжениями гла (,,к. ки. снимаемых i леремс; г:;;л i и 6. Сл ммировани уку;- ;м ; , 1Озво,ляе 1 задавать iipc;;;,, i нижней откло1-;я1л)ЩС й c ici4 -u вать угол схождения i:: is;; ; :- T-;;i

ми я служат ,, :л;; npef; ;p ;:x:i:,ai

Напряжепи5; Л ток, iipO iOXinr; ;

ветствующим обмоткам оть,лочя Уетройство работаег v .;i,i

30 м.

В процессе работь v,;c;;-p: пупгкой 1 фор :круется j. e:-;riu;

который раЗВ(ЗраЧ;1:(ае ,ЧЧ; ...() :.

ектории. Схо,чяи1«яся r:i;v: ()4; луча в плоск(м-т1 изде,11:й . подачей fia отклоия о:цпе 1,-;и сигналов LJ sin ш t и L, cos ы с круговой развертки, О гкл( мы 2 и 3 обеепсчйвают Д1;ой г;е луча, что при кру -овой разнсрт формировать схол,яи1ийся ( ток, положение фокальп:; ;) ч;-; задается па по,:1овине тгз,,1 ;: изделия.

Начальная устанозка :-i iji;;pj кального пятна развертк:: ч;: :,: 2 :; ератС Па 4

..: С 1 ;4 ;(

;;().i;;(), i яf l

КО : ;р1 : : U

иьуе-,и) О

риваемого изделия выполняется выходными напряжениями блоков 11 и 12 положения фокального пятна. В указанных блоках (фиг. 2) выходное напряжение суммирую- щего усилителя 21 является управляющим для аналогового перемножителя 22. Один из входов усилителя 21 связан с переменным резистором 23 шины смещения, а управляющий вход 14 - с выходом интегратора 7. Так как аналоговый перемпожитель 22 совДля .установки угла схождения развертки луча выходы блоков 11 и 12 положения фокального пятна подключаются к входам суммирующих усилителей 15 и 16, вторые входы которых соединяются с переменными резисторами 5 и 6.

Суммированием выходных напряжений блоков 11 и 12 с напряжениями, снимаемыми с переменных резисторов 5 и 6, обеспечивается превышение напряжения развертки

местно с операционным усилителем 24 вы- 10 на входах усилителей 17 и 20. Таким подклю- полняет функции делителя напряжения, то чением обеспечивается превышение тока в благодаря наличию отрицательной обратной связи напряжение на выходе усилителя 24

нижней отклоняющей системе, которым и определяется угол схождения развертки луча. Напряжения с выходов блоков 11 и 12 подаются на входы усилителей 18 и 19, которые подключены к верхней отклоняющей системе 2, а напряжения с выходов суммирующих усилителей 15 и 16 подаются на входы усилителей 17 и 20, выходы которых подключены к нижней отклоняющей системе. Таким

является частным от деления входных напряжений, а именно

и15

и

вых А( UO

где УВЫХ-выходное напряжение;

А - коэффициент пропорциональности.,

который выбирается равным 10В; 20 подключением обеспечивается автономная и -синусоидальное напряжение наустановка положения фокального пятна и

информационном входе 13, по- угла схождения развертки луча.

нижней отклоняющей системе, которым и определяется угол схождения развертки луча. Напряжения с выходов блоков 11 и 12 подаются на входы усилителей 18 и 19, которые подключены к верхней отклоняющей системе 2, а напряжения с выходов суммирующих усилителей 15 и 16 подаются на входы усилителей 17 и 20, выходы которых подключены к нижней отклоняющей системе. Таким

ил

Uc 25

В усилителях 17-20 (фиг. 5) включение обмотки отклоняющей системы одним концом к выходу операционного усилителя 25, а вторым концом - к средней точке делителя 26 обратной связи позволяет получать стабильный ток в индуктивной нагрузке пропорционально напряжению UBX, приложен-, ному к выходу усилителя. При этом исклю- 30 чаются погрещности, связанные с разбросом параметров и нагревом отклоняющих систем в процессе работы.

Предлагаемое устройство позволяет формировать как расходящуюся, так и сходяступающее с выхода генератора 4;

линейно нарастающее напряжение на управляющем входе 14, поступающее с выхода интегратора 7;

напряжение щины смещения на входе суммирующего усилителя, снимаемое с переменного резистора 23.

Переменным резистором 23 устанавливается смещение, которым определяется начальная амплитуда выходных напряжений блоков 11 и 12, т. е. задается начальное положение фокального пятна на уровне поло- 35 можностью перемещения их фокального пят- вины толщины свариваемого .изделия.на по толщине свариваемого металла. КроНа участке замыкания кольцевого шваме того, устройство позволяет снизить трелинейно нарастающее напряжение (фиг. За) с выхода интегратора 7 подается на управляющий вход 14 блоков 11 и 12 положения фокального пятна. На выходе блоков 11 и 12 формируются синусоидальные напряжения развертки, промодулированные линейным напряжением интегратора 7 (фиг. 36).Устройство для электронно-лучевой свар- Так как амплитуда напряжений на выхо- ки, содержащее электронно-лучевую пущку дах блоков 11 и 12 линейно уменьщается, 45 с двумя отклоняющими системами, расположенными вдоль электронно-оптической оси пушки на двух уровнях и включенными противофазно, генератор круговой развертки, подключенный к переменным резисторам, отличающееся тем, что, с целью повыщения качества сварных соединений за счет перемещения фокального пятна развертки луча по толщине свариваемого металла, в него введены интегратор, два усилителя верхней

щуюся развертки электронного луча с возбования к стабильности параметров электронного луча при сохранении качества и постоянства формы шва.

Формула изобретения

то это приводит к уменьшению амплитуды развертки, что в свою очередь приводит к перемещению фокального пятна по толщине h свариваемого изделия. При этом перемещение фокального пятна осуществляется по направлению к поверхности изделия. Фо- кальное пятно последовательно перемещается с начальной точки установки, равной 0,5h (фиг. 4а), к поверхности изделия (фиг. 4в) со скоростью, задаваемой линейотклоняющей системы и две цепи, состоящие

ным напряжением интегратора 7. В процес-js - последовательно соединенных блока посе перемещения фокального пятна угол Уложения фокального пятна, суммирующего

схождения развертки луча остается неиз-усилителя и усилителя нижней отклоняющей

менным (фиг. 4а, б, в).системы, выходы которых подсоединены к

Для .установки угла схождения развертки луча выходы блоков 11 и 12 положения фокального пятна подключаются к входам суммирующих усилителей 15 и 16, вторые входы которых соединяются с переменными резисторами 5 и 6.

Суммированием выходных напряжений блоков 11 и 12 с напряжениями, снимаемыми с переменных резисторов 5 и 6, обеспечивается превышение напряжения развертки

на входах усилителей 17 и 20. Таким подклю- чением обеспечивается превышение тока в

нижней отклоняющей системе, которым и определяется угол схождения развертки луча. Напряжения с выходов блоков 11 и 12 подаются на входы усилителей 18 и 19, которые подключены к верхней отклоняющей системе 2, а напряжения с выходов суммирующих усилителей 15 и 16 подаются на входы усилителей 17 и 20, выходы которых подключены к нижней отклоняющей системе. Таким

В усилителях 17-20 (фиг. 5) включение обмотки отклоняющей системы одним концом к выходу операционного усилителя 25, а вторым концом - к средней точке делителя 26 обратной связи позволяет получать стабильный ток в индуктивной нагрузке пропорционально напряжению UBX, приложен-, ному к выходу усилителя. При этом исклю- чаются погрещности, связанные с разбросом параметров и нагревом отклоняющих систем в процессе работы.

Предлагаемое устройство позволяет формировать как расходящуюся, так и сходяможностью перемещения их фокального пят- на по толщине свариваемого металла. Кроможностью перемещения их фокального пят- на по толщине свариваемого металла. Крощуюся развертки электронного луча с возме того, устройство позволяет снизить треУстройство для электронно-лучевой свар- ки, содержащее электронно-лучевую пущку с двумя отклоняющими системами, расположенными вдоль электронно-оптической оси пушки на двух уровнях и включенными противофазно, генератор круговой развертки, подключенный к переменным резисторам, отличающееся тем, что, с целью повыщения качества сварных соединений за счет перемещения фокального пятна развертки луча по толщине свариваемого металла, в него введены интегратор, два усилителя верхней

бования к стабильности параметров электронного луча при сохранении качества и постоянства формы шва.

Формула изобретения

отклоняющей системы и две цепи, состоящие

нижней отклоняющей системе, к верхней отклоняющей магнитной системе через усилители верхней отклоняющей системы подключены выходы блоков положения фокального пятна, первые входы которых подключены к выходу интегратора, а вторые - соединены с выходами генератора круговой развертки, вторые входы суммирующих усилителей подсоединены к средним выводам переменных резисторов.

Фиг. 2

О О

Z

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к оборудованию для электронно-лучевой сварки, и предназначено для сварки с двойным преломлением и круговой разверткой электронного луча. Изобретение позволяет повысить качество сварного соединения за счет перемещения фокального пятна развертки луча по толщине свариваемого металла. Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены интегратор, два усилителя верхней отклоняющей системы и две цепи, состоящие из последовательно соединен {ых блока наложения фокального пятна, суммирующего усилителя и усилителя нижней отклоняющей системы. Напряжение с выходов блоков положения фокального пятна подается на входы усилителей верхней отклоняющей системы, а напряжение выходов суммирующих усилителей подается на входы усилителей нижней отклоняющей системы. Таки.м подключением обеспечивается автономная установка положения фокального пятна и угла схождения развертки луча. 5 ил. ( (Л 00 О5 СО Ю

%x

1

г

25

У

05мотка

отклоняющей

системы

Фиг. 5