Устройство для электронно-лучевой сварки Советский патент 1992 года по МПК B23K15/00 

нагреватели 12 и 13, изоляторы 19 и 20, лучевод 4, козырек 21 с пазами 22, вспомогательное отверстие 23, В процессе сварки пото;с паров попадает на торцовую поверхность усеченного конуса насадки 6, отражается от нее и уплотняется в зоне вершины усеченного конуса. Это приводит к изменению траектории движения элементов парогазового потока и обеспечивает его

сепарацию на составляющие. Парогазовый поток во внутреннем объеме дополнительной камеры расширяется и тем самым способствует удалению паров и газов из зоны сварки. Устройство позволяет повысить надежность работы электронно-лучевой пушки и снизить трудоемкость работ по очистке вакуумной камеры от продуктов испарения при сварке. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электроннолучевой сварке металлов и может быть использовано для удаления паров металла из зоны сварки. Цель изобретения - повышение надежности в работе пушки путем предотвращения попадания паров металла в лучевод. Устройство содержит вакуумную камеру 1, источник 2 питания, электроннолучевую пушку 3, дополнительную камеру 5, насадку 6 с отверстием 7 и малым основанием, конические вставки 9 и 10, изолятор 11, 3

Изобретение относится к электроннолучевой сварке металлов в герметичных объемах и может быть использовано для удаления из зоны сварки паров и газов металла.

Известен аппарат для разделения материалов. Материал в этом аппарате подвергается обработке, при которой создается холодная эмиссия ионов из жидкого металла. Для этой цели используется электронный луч и магнитное поле, которое отклоняет ионы на различные радиусы траектории движения..

Это устройство требует слишком сложного технического обеспечения, трудоемко в изготовлений, сложно в управлении и в настройке, что является его основными техническими недостатками.

Известно устройство для электроннолучевой сварки, в котором удаление паров и газов металла из зоны сварки осуществляется с помощью дополнительной камеры, в которой поддерживается более высокий вакуум, чем в основной. Установка камеры над сварочной ванной обеспечивается дополнительной металлоемкой арматурой, которая может быть причиной обратного потока парогазовой смеси на поверхность изделия и в рабочий объем вакуумной камеры, так как, например, при сварке алюминиевых сплавов наблюдается высокая и интенсивная испаряемость материала, попадание паров металла в лучевод, что снижает надежность работы электронной пушки.

Цель изобретения - повышение надежности в работе пушки путем предотвращения попадания паров металла в лучевод.

Поставленная цэль достигается тем, что устройство, содержащее вакуумную камеру, электронную пушку с лучеводом и соосную . лучеводу дополнительную камеру в виде конуса, большим основанием установленным на лучеводе, снабжено насадкой в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием к лучеводу, вставкой, выполненной из нескольких секций, разделенных одна от другой изоляторами, и нагревателями, насадка установлена на оси дополнительной камеры, вставка - соосно насадке, а нагреватели размещены в крайних секциях вставки. При этом вершина усеченного конуса насадки расположена в плоскости малого основания дополнительной камеры.

На чертеже изображено устройство для

электронно-лучевой сварки.

Устройство содержит вакуумную камеру 1, источник 2 питания и электронную пушку 3 с лучеводом 4 и соосную с ним дополнительную камеру 5 в виде конуса,

который большим основанием установлен на лучеводе 4. Внутри дополнительной камеры строго по ее оси расположена насадка 6 с отверстием 7. Насадка выполнена в виде усечённого конуса. Усеченный конус с вершиной 8, расположенной в плоскости малого основания дополнительной камеры 5, обращен большим основанием к лучеводу 4.

На дополнительной камере соосно с насадкой 6.установлена вставка, выполненная из нескольких секций 9 и 10, разделенных одна от другой изоляторами 11. На крайних секциях вставки размещены нагреватели 12 и 13, а для контроля температуры секций термопары 14 и 15. .

Для сепарации материала в процессе сварки внутри дополнительной камеры 5 установлены вставки 16 - 18, разделенные изоляторами 19 и 20. На меньшем основании дополнительной камеры 5 установлен козырек 21 с пазами 22, Для обеспечения откачки из внутреннего объема лучеводаЧ в его крышке имеется вспомогательное/Ът- верстие 23.

Устройство для электронно-лучевой сварки работает следующим образом.

В зависимости от физико-механических свойств свариваемого материала выбирают режимы сварки и расстояние от свариваемых деталей до. торцовой поверхности козырька 21.

Объем камеры 1 откачивают до требуемого вакуума. Между торцами дополнительной камеры 5 создают температурный градиент путем подачи напряжения на нагреватели 12 и 13. Контроль температуры осуществляется термопарами 14 и 15.

В процессе сварки испаряемый материала полностью осаждается на внутренних стенках вставок 16- 18, что подтверждено результатами испытаний, полученными при сварке деталей, изготовленных из алюминиевого сплава АМгб (таблица).

Режимы сварки: UycK 25 кВ,1л 200 мА, VCB 55 м/час. Температурный градиент 80°.

Для определения массы осажденного на стенках вставок металла они взвешивались до и после сварки.

В результате сепарации компонентов парогазового потока на стенках вставок 16 - 18 зафиксировано; в верхней части - чистый магний, в средней части в зоне соприкосновения с верхней частью - чистый марганец, в средней части - чистый алюми-. ний, в зоне соприкосновения со средней частью - незначительная смесь марганца с алюминием.

Таким образом, осуществлена полная защита стенок вакуумной камеры, изделия и термокатода сварочной пушки от продуктов испаряющегося материала, а также осуществлена сепарация парогазового потока на составляющие его компоненты. Электрические пробои ликвидированы полностью.

0

Положительный эффект от использования устройства заключается в том, что полностью устранены трудозатраты на очистку камеры от продуктов испарившегося материала, осуществлена возможность сбора испаряющихся и дорогостоящих элементов сплава, ликвидирована полностью диффузия парогазового потока в структуру свариваемого изделия, что, в свою очередь, позволяет повысить эксплуатационные характеристики изделия за счет устранения коррозии.

Формула изобретения

Устройство для электронно-лучевой сварки, содержащее вакуумную Камеру, электронную пушку с лучеводом и соосную с лучеводом дополнительную камеру в виде конуса, большим основанием установленным на лучеводе, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе пушки путем предотвращения попадания паров металла в лучевод, оно снабжено насадкой в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием к лучеводу, вставкой, выполненной из нескольких секций, разделенных одна от другой изоляторами, и нагревателями, насадка установлена на оси дополнительной камеры, вставка установлена соосно с насадкой, а нагреватели размещены в крайних секциях вставки, при этом-вершина усеченного конуса насадки расположена в плоскости малого основания дополнительной камеры.