Устройство для электронно-лучевой сварки Советский патент 1988 года по МПК B23K15/00 

оо а о: оо оо ел

Изобретение относится к сварке, в частности к электронно-лучевому сва- рочнрму оборудованию.

Целью изобретения является повышение производительности электроннолучевого Сварочного оборудования за счет уменьшения числа прос тоев установок, необходимых для проведения ремонта и профилактики, и повышение надежности сварочных устройств за счет исключения электрических пробоев в камере электронного излучателя и предотвращения отравления катода

На чертеже представлена схема устройства для электронно-лучевой сварки.

Устройство состоит из электронного излучателя 1, установленного с возможностью перемещения в вакуумной камере 2, по направляющим которой перемещается тележка 3 со свариваемым изделием 4. Электронный излучатель 1 содержит электронную пушку 5, оборудованную диафрагмой 6, отклоняющей электромагнитной системой 7, а также снабжен высоковакуумным агрегатом 8, обеспечивающим номинальный режим работы электронной пушки 5.

Устройство содержит также улавливающую воронку 9, промежуточную камеру 10, которые через канал 11 подключены к вакуумному агрегату 12. Промежуточная камера 10 имеет дополнительный экран 13, соприкасающийся с емкостью 14 охладителя.

Устройство работает следующим образом.

В процессе электронно-лучевой . сварки изделия 4 электронный излучатель формирует пучок 15 электронов. Пучок электронов, воздействуя на изделие 4, формирует канал 16 проплав- ления, из которого под давлением исходит паровое облако .17. Вакуумный агрегат 12 отсасывает через канал 11 промежуточную камеру 10 и воронку 9 остаточные газы и пары из области взаимодействия пучка 15 электронов и изделия 4, создавая при этом поток, который втягивает пары металла в промежуточную камеру 10. Пары металла, осаждаясь на экран 13, соединенный с емкостью 14 охладителя, конденсируются, образуя слой конденсата на экране 13. Улавливающую воронку 9 забора паров металла устанавливают между изделием и электронным излучателем в хвостовой части сварочной ванны с

Г

0

5

0

5

0

5

0

5

учетом диаграммы распределения скоростей парового облака. При необходимости из промежуточной камеры 10 извлекают экран 13, с которого путем переработки снимают продукты конденсации паров.

Улавливающая воронка 9 для удобства эксплуатации может быть выполнена перемещаемой за счет соединения ее с промежуточной камерой 10 гибким сшть- фоннь м шлангом. Промежуточная камера 10 может устанавливаться за пределами сварочной вакуумной камеры 2 в случае ее ограниченных размеров. В тех случаях, когда паровой поток и его скорость при сварке достаточно высоки, для повьш1ения эффективности отсоса парового потока в экране устанавливают трубу-раструб, которая приближает зону отсоса к сварочной ванне изделия.

С целью повьш1ения эффективности работы устройства проходное сечение раструба воронки уменьшают по отношению к сечению вакуум-провода.Тем самым на срезе раструба происходит еще большее увеличение скорости потока частиц, котрое способствует отклонению и отсосу парогазового потока, выходящего из канала проплав- ления.

Установка дополнительного вакуумного насоса, соединенного с улавливающей воронкой или раструбом, создает разность давлений между объемом камеры, где осуществляется сварка, и передним срезом улавливающей воронки. Благодаря этому предотвращается распространение парового облака, образующегося над сварочной ванной, в направлении лучепровода электронного излучателя и стенок сварочной камеры. Отклоненный таким образом паровой поток устремляется вовнутрь воронки и, наталкиваясь по пути на экран, расположенный на корпусе азотной ловушки, накапливается в виде конденсата.

Эффективность работы устройства определяется разностью давлений внутри сварочной камеры и в области телесного угла улавливающей воронки, создаваемой дополнительным вакуумным насосом. Ввод промежуточной камеры с емкостью для хладагента, которым кроме жидкого азота может быть фреон или жидкий воздух, кроме накопления конденсата, защищает насос от попадания в него чрезмерного количества паров

металла. Охлаждение экрана повышает эффективность работы системы, а выполнение его съемным позволяет утилизировать продукты испарения.

Кроме того, использование предлагаемого устройства позволяет проводить утилизацию отходов испарения металлов, что дает экономический эффект в случае сварки драгоценных или редких металлов.

Сбор продуктов испарения позволяет защитить электронно-лучевое обо- рудов ние от напыления и увеличить интервалы времени между регламентны- ми и профилактическими ремонтами.

Для предотвращения попадания в лу- чепровод электронного излучателя частиц, вылетающих из кангша проплавле- ния с высокой скоростью, которые не могут отклониться за счет создаваемого перепада давления на входе улавливающей воронки, последняя может

1. Устройство для электронно-лучевой сварки, содержащее электронный излучатель, соединенный с вакуумным 20 агрегатом и снабженный диафрагмой, вакуумную камеру, тележку для размещения свариваемого изделия и экран, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности работы

быть выполнена подвижной с прорезью в. боковой стенке. В настроечном режи- 25 устройства и увеличения производи- ме, когда осуществляется поиск стыка тельности, оно снабжено дополнитель- и совмещаются пучок со стыком, воронка расположена рядом с местом вcJpeчи электронного пучка с изделием. Перед началом сварки и выходом на рабочие JQ параметры процесса воронка надвигает-

ным вакуумным агрегатом, а экран выполнен в виде перевернутой воронки, установленной между тележкой для размещения свариваемого изделия и элект ронным излучателем под углом к оси электронного излучателя, причем полость дополнительного вакуумного агрегата соединена с полостью воронки.

ся на зону сварки, полностью перекрывая поток паров из канала проплавле- ния в лучепровод электронного излучателя, а электронный пучок проникает к месту сварки через прорезь в боковой стенке воронки.

Обычная схема откачки газов из вакуумной камеры предполагает два вакуумных агрегата. Включение одного из вакуумных агрегатов через промежуточную камеру и экран, установленный в хвостовой части сварочной ванны, позволяет придать направленность перемещения парового потока и обеспечить не только необходимый режим сварки, но и защиту вакуумной камеры и оборудования от нашлления.

В качестве хладагента емкости 14 охладителя можно использовать твердые углекислоту со спиртом (-78°С), фреон (-120 С), жидкий воздух (-183°С) или азот (-196 С).

5

Таким образом, благодаря наличию в электроннолучевых сварочных установках дополнительного вакуумного агрегата, связанного с экраном-воронкой, установленным под срезом пушки, удается снизить частоту пробоев в пушке, локализировать пары металлов. Это позволяет повысить надежность i сварочного оборудования, снизить брак изделий, повысить производительность электронно-лучевого сварочного оборудования.

Формула изобретения

1. Устройство для электронно-лучевой сварки, содержащее электронный излучатель, соединенный с вакуумным агрегатом и снабженный диафрагмой, вакуумную камеру, тележку для размещения свариваемого изделия и экран, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности работы

устройства и увеличения производи- тельности, оно снабжено дополнитель-

устройства и увеличения производи- тельности, оно снабжено дополнитель-

ным вакуумным агрегатом, а экран выполнен в виде перевернутой воронки, установленной между тележкой для размещения свариваемого изделия и электронным излучателем под углом к оси электронного излучателя, причем полость дополнительного вакуумного аг. регата соединена с полостью воронки.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что дополнительный вакуумный агрегат выполнен с промежуточной камерой и установленной в ней емкостью для охладителя, а полость воронки соединена с промежуточной камерой.

3.Устройство по пп. 1 и 2,о т л и- чающееся тем, что воронка выполнена с прорезью для прохода электронного пучка.

4.Устройство по пп. 1 и 2, о т - личающееся тем, что промежуточная камера расположена вне вакуумной камеры и соединена с воронкой гибким сильфонным шлангом, выполненным с вводом в стенке вакуумной камеры.

Изобретение относится к сварке. Цель изобретения - повышение производительности электронно-лучевого сварочного оборудования за счет уменьшения числа простоев установок, необходимых для проведения ремонта и профилактики, и повьшения надежности сва рочных устройств за счет исключения электрических пробоев в камере электронного излучателя и предотвращения отравления катода. Устройство для электронно-лучевой сварки снабжено установленным под углом к оси электронного излучателя 1 экраном, имеющим форму пе1)евернутой воронки 9. Воронка 9 соединена полостью через промежуточную камеру 10 с, дополнительным вакуумным агрегатом 12. Внутри промежуточной камеры 10 установлена вымораживающая ловушка 14. В воронке 9 имеется прорезь для прохода электронного пучка 15 к каналу проплавления 16. В зависимости от размеров сварочной камеры промежуточная камера 10 может располагаться вне вакуумной камеры. Соединение с воронкой 9 осуществляется через ввод в стенке вакуумной камеры посредством гибкого сильфонного шланга. Таким образом, за счет такого варианта исполнения устройства удается снизить частоту пробоев в .пушке, локализировать пары металлов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. с S (Л

ВНШПШ Заказ 6734/14

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 920 Подписное