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

Изобретение относится к электронно-лучевой сварке с использованием колебания луча в зоне нагрева.

Целью изобретения является расширение области применения путем формирования в плоскости изделия углового растра в виде.четырех линий с углом поворота 45 .

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 временной .цикл формирования развертки в плоскости изделия (Т - период сигнала генератора синусоидальных сигна лов) ; на фиг. 4 - угловой растр формируемый в плоскости изделия.

Устройство для электронно-лучевой сварки содержит электронно-лучевую пушку 1 с электромагнитной отклоняю- щ,ен системой 2, обмотки которой расположены по координатным осям X и Y, генератор 3 синусоидального сигнала, выход которого электрически связан с обмотками отклоняющей системы 2, согласующие усилители 4 и 5, выходы которых соединены с обмотками отклоняющей системы 2. Усилители выполнены по схеме преобразователя нйпряже- ние - ток.

Коммутатор 6 фазы выполнен по схеме прецизионного модулятора на операционном усилителе 7, к неинвертирующему входу которого подключен ключ 8 Вход коммутатора 6 подключен к выходу генератора 3.

Электронные ключи 9 и 10 включены между входами согласующих усилителей 4 и 5, генератором 3 и коммутатором 6.

Вход нуль-органа 11 соединен с выходом генератора 3. Нуль-орган представляет собой интегральный компаратор, включенньй по схеме детекторг1 нуля.

Два триггера 12 и 13 включены по схеме счетного триггера. Вход триггера 12 соединяется с выходом нуль-органа 11, а вход триггера 13 подключа ется к выходу триггера 12. Оба триггера дцентичны и выполняют функцию делителей частоты на два.

Выходы двух логических элементов И-НЕ 14 и 15 соединены с управляющими входами ключей 9 и 10. При этом первый вход элемента 14 соединен с инверсным выходом триггера 13, первый вход элемента I5 соединен с

прямым выходом триггера 13, а вторые входы элементов 14 и 15 объединены и соединены с выходом триггера 12.

Устройство функционирует следующим образом.

Электронно-лучевой пушкой 1 формируется электронньй луч )6, которьй под воздействием электромагнитного поля отключающей системы 2 сканирует в плоскости свариваемого изделия 17 по угловому растру.

Угловой растр представляет собой прямую линию, с периодинческим ее поворотом относительно центра развертки с дискретностью в 45 . Формирование углового растра осуществляется подачей на обмотки отклоняющей системы 2 синусоидальных напряжений по каналам X и Y. По каналу X сигнал F1 генератора 3 непосредственно подается на вход согласующего усилителя 4, а по каналу Y синусоидальный сигнал подается на вход согласующего усилителя 5 через коммутатор 6 фазы. Коммутация фазы развертки на 180 по каналу Y выполняется ключом 8 коммутатора 6, а подключение сигналов развертки к выходам согласующих усилителей 4 и 5 - ключами 9 и 10.

Дпя управления ключами 8, 9 и 10 сигнал FIгенератора 3 поступает на нуль-орган 11, который выполняет функцию амплитудной дискриминации,

т.е. преобразует синусоидальный сигнал к уровню О и 1.

Длительность логического сигнала нуль-органа 1I определяется периодом сигнала развертки Т и равна 1/2Т. Логический сигнал F2 с в ыхода нуль-органа используется для управления счетным триггером 12. Так как триггер 12 делит на два количество импульсов, поступающих на ег о вход, то

на выходе формируется логический сигнал F3 с длительностью, равной Т сигнала развертки. Сигнал F3 поступает на вход счетного триггера 13, а также на входы логических элементов И- НЕ 14 и 15. При поступлении сигнала F3 на вход триггера 13 на его инверсном и прямом выходах формируются логические сигналы F4 и F5 с длительностью, равной 2Т. Сигнал 4 с инверсного выхода триггера 13 поступает на управляющий вход ключа 8 коммутатора 6. При наличии О ключ 8 разомкнут и операционный усилитель 7 коммутатора 6 работает как повторитель.

т.е. на выходе коммутатора 6 фаза входного сигнала не меняется. При наличии на управляющем входе ключа 8 1 ключ замыкается и усилитель 7 работает как инвертор, т.е. на выходе коммутатора 6 фаза входного сигнала меняется на 180 .В соответствии с длительностью управляющего сигнала F4 фаза сигнала F6 на выходе коммутатора 6 инвертируется через каждые 2т. Кроме того, сигнал F4 с инверсного выхода триггера 13 определяет состояние логического элемента И- НЕ 14, на выходе которого формируется сигнал F7, управляющий работой ключа 9.

При наличии на входе ключа 9 сигнал развертки F8 проходит по каналу X на обмотку отклоняющей системы 2 в течение времени, равном 2Т. Отключение сигнала развертки по каналу X соответствует О сигнала F7 и производится на длительность, Т.

Сигнал F5 с прямого выхода тригге- 25 тем, что, с целью расширения области

ра 13 поступает на вход логического элемента И-НЕ 15. Выходным сигналом F9 элемента 15 производится управление ключом 10, которым обеспечивается подключение сигнала развертки по каналу Y на время 2Т и отключение на время Т. При этом момент включения сигнала F10 развертки по отнршению к моменту включения по каналу X выполняется с временным сдвигом, равным Т Временной сдвиг включения сигнало развертки F и F10 с учетом коммутации фазы приводит к повороту линии развертки на 45 через время, равное Т. Так, в течение 1 и 3 периодов развертки выполняется по координатным осям (фиг. За, в), а в течение 2 и 4 периодов развертка выполняется по диагональным прямым (фиг.36, г). Таким образом, за время,, равное 4Т, в плоскости изделия формируется полный угловой растр, состоящий из четы

10

333507

рех прямых с углом пересечения 45 (фиг. 4).

Перегрев центральной зоны сварного шва в месте пересечения траекторий сканирования луча исключается в результате того, что максимальная мощность будет выделяться в периферийных зонах углового растра. Формула изобретения

Устройство для электронно-лучевой сварки, содержащее электронно-лучевую пушку с отклоняющей системой, два согласующих усилителя, выходы которых подклю чены к. обмоткам отклоняющей системы, генератор синусоидального сигнала, нуль-орган и счетный триггер, соединенные последовательно, коммутатор развертки с ключом,включенный между генератором и одним из согласующих усилителей, причем управляющий вход ключа коммутатора электрически связан с выходом счетного триггера, отличающее ся

15

20

применения , в устройство дополнительно введены два ключа, два логических элемента И-НЕ и дополнительньй счет- ньй триггер, вход которого соединен

с прямым выходом основного счетного триггера, и инверсный выход соединен с управляющим входом ключа коммутатора и первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к

управляющему входу ключа, включенного между генератором и входом одного из согласующих усилителей, а прямой выход дополнительного триггера соединен с первым входом второго логического элемента И-НЕ, выход которого соединен с управляющим входом ключа, включенного между коммутатором и входом второго согласукяцего усилителя, при этом вторые входы логических элементов И-НЕ объединены и подключены к прямому выходу.основного счетного триггера.

«М

«

:з 8.

Ч

FJ

27

37

47

F2 FS

ft F5

FB F7

Изобретение относится к электронно-лучевой сварке с использованием колебания луча в зоне нагрева. Цель изобретения - расширение области применения. Это достигается дополнительным введением в устройство двух ключей, двух логических элементов И- НЕ и счетного триггера. Устройство формирует линейную развертку с периодическим ее поворотом относительно центра с дискретностью в 45 . В процессе работы электронный луч разворачивается в плоскости изделия по угловому растру. Развертка луча осуществляется синусоидальными сигналами генератора и коммутатора. Включение согласующих усилителей по каналу X и Y производится ключами, управляемыми через схемы И-НЕ от основного и дополнительного счетных триггеров. Указанная развертка луча сварочной пушки позволяет улучшить распределение подводимой мощности, которое приводит к более регулярному движению расплавленного металла, а следовательно, и к более устойчивому равновесию пародинамического канала в сварочной ванне. Это в итоге приводит к улучшению качества сварных соединений и расширяет область применения. 4 ил. С/)

F8

Фи8.2

Редактор А.Лежнина

Составитель В.Пучинский

Техред В.КадарКорректор Л.Бескид

Заказ 3908/13 Тираж 974Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4