Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки

2.24. Схема комплектования модулями машин для резки прибылей, слитков и скрапа
...
/ — барабан с карбидом кальция; 2 — шаговый конвейер; 3 — движущая штанга; 4 — цилиндр; 5 — упор; 6 —станок для вскрытия барабанов; 7 — режущая головка; 8 — кантователь; 9 — платформа; 10 — подвижнаяворонка; //
...
Существуют различные типы местных вы-тяжных устройств, используемых при механи-зированной резке. Так, устройство для отсосапыли и газов от машины для резки листовогопроката имеет воздухоприемник со всасы-вающим отверстием 160 х 160 мм. Воздухо-приемник прикреплен к порталу машины, наодной оси с резаками перемещается с помо-щью шарнирно-сочлененных воздуховодоввдоль раскроечной рамы. Другие типы венти-ляционных систем имеют двусторонние вы-тяжные устройства. При движении порталамашины воздухоприемник движется по возду-ховоду со щелями, закрытыми прорезиненнойлентой.
...
Вспомогательное оборудование для производ-ства ацетилена включает устройство, аппара-туру и приборы, которые дополняют основноетехнологическое оборудование с целью об-легчения труда при производстве ацетилена иулучшения его качественных показателей. К вспо-могательному оборудованию относятся: ацетони-рующая установка, предназначенная для до-бавления ацетона в баллоны; рампа "команд-ного" азота с разрядной рампой, служащие дляуправления системы аварийной азотной про-дувки линии высокого давления; щит управле-ния ручной и автоматической продувки, пред-назначенный для продувки азотом карбидногобункера после установки его на газообразова-тель генератора и трубопроводов линии низко-го давления перед пуском блока низкого дав-ления; установка для регенерации ацетилено-вых баллонов, утративших газовбираемостьвследствие накопления влаги; механизирован-ная линия обработки барабанов с карбидомкальция (рис. 2.22), обеспечивающая транс-портирование и вскрытие их с пересыпкойкарбида кальция в передвижные бункеры, ус-танавливаемые на генераторы.
...
Поточные линии для термической резкиприменяют в заготовительном производстве собъемом обрабатываемого металла 10 тыс. т иболее. Поточные и автоматические линии от-личают: обеспечение оптимального производ-ственного цикла изготовления заготовок; вы-сокая производительность оборудования, ко-торая на целом ряде операций исключает уча-стие человека; высокое качество получаемыхзаготовок, обусловленное надежной работойвсей системы и стабильностью технологиче-ских режимов; наиболее полное использова-ние обрабатываемого металла за счет опти-мального раскроя листов; максимальныйкоэффициент использования дорогостоящегооборудования.
...
Поточные линии для раскроя металлапредставляют собой связанные гибко участки:для правки листа, очистки, пассивации илигрунтовки, разметки и маркировки, раскроялистов и разборки. Компоновка поточных ли-ний зависит от выбранного типа машин, сис-темы механизации и автоматизации подачи лис-тов, сортировки и уборки деталей, располагае-мых производственных площадей (ширины, дли-ны и числа пролетов в цехе) и т. д. [17].
...
Участок правки обрабатываемых листовсостоит из вальцеправйльных машин. Послеправки листы металла поступают на очисткуот загрязнений, коррозии и окалины, выпол-няемую с помощью дробеструйных или дробе-метных аппаратов. При струйной очистке при-меняют крупный песок, чугунную или сталь-ную дробь размером 0,7...4 мм, которая сжа-тым воздухом выбрасывается на поверхностьметалла. Эта операция выполняется в специ-альных камерах, предусматривающих непре-рывное использование отработанной дроби и
...
имеющих вентиляционную систему. В послед-нее время все более широкое применение дляочистки находят иглофрезерные станки,имеющие большую производительность, чемпри струйной очистке. После очистки листыметалла защищают от коррозии пассивациейили грунтовкой, выполняемой в специальныхкамерах в электростатическом поле, что обес-печивает минимальный расход краски.
...
На некоторых предприятиях применяютхимические методы очистки. При этом всеимеющееся оборудование для очистки и грун-товки группируется в самостоятельную линию,в которой листы металла роликовым конвейе-ром пропускаются через листоправйльныевальцы. Затем листоукладчик устанавливаетлисты в вертикальном положении на ролико-вый конвейер и подает в камеры подогрева,травления, промывки, нейтрализации пасси-вирования или грунтовки, после чего листыподаются либо в накопитель, либо на участоктермической резки. Перед резкой листы под-вергают разметке и маркировке. Если разметкаи маркировка выполняются на самостоятель-ных машинах, то листы металла должны иметьту же систему координат, что и машины тер-мической резки для возможности закрепле-ния листа на специальных рамах.
...
Разметка грунтованного листа осуществля-ется пневмокернением или специальными ка-рандашами с трудноудаляемыми красителями.Для разметки негрунтованного листа можетприменяться метод газопламенного напыленияцинковым порошком. Разметочные и марки-ровочные машины изготавливаются на базепорталов машин для термической резки сЧПУ. На портале смонтирован суппорт попе-речного перемещения с рабочим инструмен-том для нанесения знаков. При разметке листаиспользуются координаты продольного пере-мещения портала машины и поперечного пе-ремещения суппорта, а при нанесении марки-ровочных знаков — только движение кареткипостроителя знаков.
...
Участок резки комплектуется машинамитермической резки. В зависимости от обраба-тываемого металла и его толщины применяютмашины для кислородной, плазменной илилазерной резки. На практике встречаются уча-стки из однотипных машин, комбинирован-ных (кислородно-плазменных) или разнотип-ных машин.
...
Машины компонуют в пределах одногопролета цеха в одну "нитку", либо параллель-но в две "нитки". С точки зрения экономииплощади наиболее предпочтительны двухъя-русные линии с расположением режущих ма-шин на одном ярусе, а транспортной системыдля подачи листов — на другом ярусе. В этомслучае листы на специальных раскроечных ра-мах подаются по первому ярусу к свободныммашинам и специальным гидравлическим уст-ройством поднимаются в рабочее положениена второй ярус, после чего выполняется вы-резка деталей. После окончания резки рама
...
Неотъемлемой частью комплексно-механи-зированных линий являются: устройства дляперемещения листа; кантователи — листоук-ладчики; гидротолкатели; перегружатели-кан-тователи; траверсы с большим числом магни-тов; сортировщики с вакуумными присоскамина траверсе и др. Все эти механизмы обес-печивают перемещение листа, его обороты потехнологической цепочке, а также механизи-рованную разборку вырезанных заготовок.Управление комплексно-механизированнымилиниями осуществляется с пульта управленияоператором. На каждом участке линии должнынаходиться операторы технологического обо-рудования, например, машины термическойрезки обслуживают операторы машин тер-мической резки, операторы по очистке листа ит. д.
...
Автоматические линии термической резкилистов включают то же оборудование, что имеханизированные линии, которое в этомслучае оснащено микропроцессорной систе-мой управления, многочисленными датчика-ми, системой диагностирования работы обору-дования и технологического процесса.
...
Система управления автоматической лини-ей построена по иерархическому принципу:верхний уровень — управляющий вычисли-тельный комплекс (УВК) с периферийнымустройством; нижний* уровень — устройствоЧПУ на базе микроЭВМ. УВК верхнего уров-ня обеспечивает управление в реальном мас-штабе времени, распределенным в пространст-ве оборудованием линии, отображение про-цессов резки на МТР, передачу программ об-работки на МТР и обратно по запросам отМТР, связь с ЭВМ заводских вычислительныхцентров. Технологические участки управляют-ся собственными локальными системамиуправления, имеются автоматизированныесклады металла, машины для резки, транс-портные устройства, склады вырезаемых заго-товок и др.
...
Наиболее эффективной формой организа-ции работ по изготовлению заготовок крупныхпредприятий является комплексная автомати-зация заготовительного производства, котороесостоит из нескольких автоматизированныхлиний. В наибольшей степени уровень автома-тизации обеспечивается котельно-заготови-тельным производством ПО "Уралхиммаш".Комплекс технологического оборудования со-стоит из четырех линий:
...
плазменной и кислородной резки, машиныНУМОРЕКС НХВ-НА для лазерной резки слазером РС-500, средства механизации транс-порта листов на позициях линии, вакуумныесортировщик заготовок и перегружатель лис-тов;
...
Линия маркировки деталей в листе шири-ной до 3600 мм имеет в составе машины "НУ-МОРЕКС НХВ" с ЧПУ для маркировки керне-нием, центр управления линией, средства ме-ханизации транспорта листов на позициях ли-нии, перегружатель листов вакуумный.
...
Транспортные средства технологическихлиний, поставленные фирмой TTC (Норве-гия), имеют: устройство для продольной ори-ентации с двумя гидроцилиндрами и непод-вижным упором базирования листа; автома-тическую подъемно-транспортную тележку сгидравлическим блоком питания; гидропри-вод; сортировщик заготовок с двумя тележка-ми для продольного перемещения; платформуоператора; троллейный подъемник; вакуумныйзахват диаметром 260 мм грузоподъемностью150 кг; захват диаметром 480 мм грузоподъем-ностью 500 кг с системой электроуправления;шкаф и пульт управления; узел механизациивентиляционной системы с резиновым поя-сом и тележкой, закрепленной к газорезатель-ной машине; перегружатель листового прока-та с вакуумной траверсой грузоподъемностью6 т и раскройно-транспортный стол размером2,6 х 10,2 м.
...
Управляющий центр фирмы Конгсберг(Норвегия) обеспечивает работу машин сЧПУ и механизмов линии в автоматическом,наладочном и ручном режимах. На програм-мирующий центр возложены следующиефункции, выполняемые в автоматическом ре-жиме: прием с головного ВЦ предприятия ихранение в памяти ЭВМ номенклатурногоплана производства деталей на два месяца те-кущий и перспективный; формирование посу-точного плана производства котельно-загото-вительного комплекса с учетом наличия ме-талла на складе на текущий момент работы;готовности программ резки деталей, наличияготовых раскроев и кодирования геометриче-ской конфигурации каждой детали, хранениягеометрических описаний деталей в банке дан-ных ЭВМ без вторичного кодирования в соот-ветствии с посуточным номенклатурным пла-
...
ном деталей и выделением для этих деталейметаллов, осуществления раскладки деталей налистах (раскрой с учетом минимизации расхо-да металла), получение программы резки лис-тов на газорезательных машинах; учет постав-ки готовых деталей на склад комплектации;постоянная оперативная информационнаясвязь с головным вычислительным центромдля получения и учета отклонений от плана ивключения информации.
...
Программирующий центр комплекса ко-тельно-заготовительного корпуса для раскрояи маркировки листового проката обеспечивает:ввод задания по подготовке программ резки имаркировки листового проката на текущийплановый период; кодирование конфигура-ции, маркировки и технологических условийрезки; хранение математического описания де-талей; проектирование раскройно-маркиро-вочных карт в управляющие программы длямашин резки с ЧПУ; хранение повторяющих-ся программ резки и маркировки; учет дета-лей, вошедших в программы резки и раскрой-ные карты; получение программ путем инфор-мации о длине резки для данной раскройно-маркировочной карты, оценке времени обра-ботки листа на машине резки.
...
Централизованный ввод задания с вычис-лительного центра предприятия осуществляет-ся на программирующий центр в виде масси-вов на магнитной ленте. Вместе с плановымзаданием на программирующий центр посту-пают чертежи деталей, математическое описа-ние которых отсутствует в базе данных про-граммирующего центра.
...
Программирующий центр оснащен авто-номным устройством перфорации лент и ихсчитывания с отображением текста на экрандисплея, интерактивное кодирование деталейпосредством изображения чертежей деталейна экране графического дисплея. Для провер-ки описаний деталей применяются графопо-строители различного типа и графические дис-плеи для визуального контроля.
...
Проектирование раскройных карт можетпроизводиться в режиме ручной раскладки де-талей, интерактивной раскладки и в автома-тическом режиме. Автоматическая раскладкадеталей выполняется по критерию максималь-ного использования площади листа с автома-тическим переводом в программу резки с уче-том технологических организаций.
...
резки труб и участка принимающего. По-дающий участок состоит из следующих основ-ных узлов: стеллажа, механизма перегрузки,рольганга системы управления и автоматики.На подающий участок укладываются трубы,которые по наклонной форме поступают намеханизм перегрузки. Механизм перегрузки спомощью пневмоцилиндра опор и рычагов ук-ладывают трубу на рольганг. С помощью роли-ков осевого перемещения труба подается нагибкий автоматизированный модуль для фа-сонной резки труб.
...
Гибкий автоматизированный модуль дляфасонной резки труб обеспечивает обработкупатрубков и вырезку отверстий под любые ти-пы трубчатых сопряжений высокой точности иможет применяться для изготовления трубныхзаготовок металлоконструкций для добычинефти и газа, строительных металлоконструк-ций, кранов и др. Техническая характеристи-ка модуля приведена ниже.
...
Рис. 2.23. Гибкий автоматизированный модуль для фасонной резки труб
...
транспортировке трубы); электромеханическийпривод осевого перемещения, обеспечи-вающий осевую реверсивную подачу труб соскоростью ниже 6 м/мин на номинальном ре-жиме и со скоростью менее 0,1 м/мин длятранспортировки при подходе трубы к фикси-рующему упору.
...
Подъемный рольганг обеспечивает: сво-бодное перемещение трубы в осевом направ-лении при загрузке на обработку или снятиепосле обработки; плавное опускание трубы наролики привода вращения; свободное враще-ние трубы на роликах привода вращения приобработке. Каретка с суппортом обеспечивает:продольное перемещение суппорта с резакомпо закону, заданному программой обработки;перемещение суппорта с резаком на высотудо 600 мм; наклон резака в вертикальной про-дольной плоскости в обоих направлениях наугол до 60° от вертикали; вертикальную стаби-лизацию резака под поверхностью трубы.
...
Режущая кислородная оснастка включает:резак с механическим автономным устройствомдля уменьшения мощности пламени при его на-клоне; коммуникации для подачи кислорода игорючего газа; устройство для автоматическогозажигания резака, электромагнитные клапаны,устройства для защиты от обратного удара. Узелприжима труб малого диаметра предназначен дляобеспечения надежной и точной обработки трубдиаметром менее 150 мм. Электропневматиче-ский привод узла допускает его отвод от трубыпри обработке труб диаметром свыше 150 мм.На модуле устанавливаются три узла прижиматруб.
...
После обработки трубы подаются на уча-сток принимающий, который состоит из роль-ганга, стеллажей и системы управления и ав-томатизации. Рольганг обеспечивает приемкуотрезков трубы длиной 1...12 м (и менее).Стеллажи установлены с двух сторон от роль-ганга и выполнены аналогично конструкцииучастка приемки.
...
Развитие огневой и газорегулирующей ап-паратуры (резаков, горелок, редукторов и др.)возможно по двум путям. Экстенсивный путьпотребует примерно двух-, трехкратное уве-личение производства аппаратуры. Интенсив-ный путь предусматривает необходимость по-вышения надежности и сроков службы аппа-ратуры, организации территориальной сети ре-монтных баз и увеличения производства за-пасных частей.
...
Развитие техники газопитания требует соз-дания новых совершенных средств газорегули-рования и коммуникационной аппаратуры. Спе-циальные газовые смесители повышеннойточности должны обеспечивать автоматическоеподдержание и контроль состава смеси. В облас-ти газовой наплавки необходимо уделить внима-ние механизации процессов наплавки цветныхметаллов и сплавов и созданию специализиро-ванных высокопроизводительных автоматов,оснащенных мощными газовыми горелками.
...
Перспективным является создание новыхтипов горелок, интенсифицирующих процесстеплопередачи при нагреве газовым пламе-нем: горелок ракетного, термореактивного го-рения горючей смеси и др.
...
Важнейшей задачей является создание но-вых и совершенствование существующих ком-плексно-механизированных и автоматизиро-ванных поточных линий кислородной резки взаготовительном производстве. В единичноми мелкосерийном производстве изготовлениедеталей и заготовок из листового проката це-лесообразно производить на специально обо-рудованных поточных линиях.
...
Портально-консольные и шарнирные маши-ны целесообразно применять на средних пред-приятиях с объемом обработки 2... 10 тыс. тлистовой стали в год.
...
Особенно перспективно применение ки-слородной резки не только для обработки лис-тового проката, но и для пространственно-контурной резки (труб, цилиндрических сосу-дов и др.). Задача создания автоматическихпоточных линий для обрезки труб и получениясопряжений различных элементов стыкуемыхцилиндрических поверхностей связана с рас-ширением использования новых сырьевых ре-сурсов (природных и сжиженных газов изнефтепродуктов) для обеспечения топливно-энергетического баланса страны.
...
Тенденция применения кислородной резкипри наиболее перспективных методах непре-рывного производства металлургического пе-редела, в частности при огневой зачистке про-ката, в том числе и при непрерывной разливкестали обеспечивает существенное повышениевыхода годного металла.
...
Следует отметить, что добиться резкого по-вышения уровня механизации термическойрезки только за счет комплексной механиза-ции и автоматизации процессов, при всей эф-фективности этих мероприятий, вряд ли удаст-ся. Создание поточных линий, механизиро-ванных газорезательных цехов или участковтребует значительных капитальных вложений.Поэтому целесообразным следует считатьдальнейшее расширение использованиясредств малой механизации (переносных при-боров, стационарных машин простейших ти-пов, фланцерезов, труборезов и т. д.), повы-шающих производительность труда резчиковна отдельных операциях. Ввиду массовостиприменения ручной кислородной резки толькопри наличии достаточного числа средств ма-лой механизации можно обеспечить сущест-венное повышение производительности трудаи общего уровня механизации газорезатель-ных работ.
...
При производстве ацетилена в системах га-зопитания важнейшей задачей является заменапередвижных генераторов баллонными (рас-творенным ацетиленом). Поэтому перспектив-но создание новых видов оборудования повы-шенной единичной мощности для производст-ва растворенного ацетилена. В современныхусловиях наибольшее значение имеют ацети-леновые станции мощностью 80... 160 м3/ч именее, способные обеспечить нужды промыш-ленно-экономического района в растворен-ном ацетилене. Это позволит сэкономить рас-ход карбида кальция на 15...20%, увеличитьпроизводительность труда газосварщиков и га-зорезчиков на 10... 15% и повысить техникубезопасности ацетиленового производства.Для оптимизации способов и средств газопи-тания необходимо проведение технико-эконо-мического обоснования оптимальных решенийпо сортаменту и числу средств производстваацетилена, а также территориальному их раз-мещению.
...
Особое внимание следует обратить наобеспечение безопасных условий труда, созда-ние экологически чистых процессов газопла-менной обработки.
...
Обеспечение отмеченных выше основныхнаправлений развития автогенного оборудова-ния связано с расширением и совершенство-ванием материально-технической базы авто-генного машиностроения, с реконструкцией итехническим перевооружением предприятий.К важнейшим перспективным сдвигам в про-изводстве автогенного оборудования следуетотнести повышение темпов роста выпускаоборудования для механизированных процес-сов (по отношению к аппаратуре для ручныхпроцессов) и увеличение выпуска оборудова-ния для новых прогрессивных методов плаз-менно-дуговой и газолазерной обработки. Пе-реход к выпуску преимущественно крупныхацетиленовых станций следует сочетать с соот-ветствующим темпом роста выпуска передвиж-ных генераторов.
...
Развитие генераторов водородно-кислород-ной смеси эффективно по пути совершенствова-ния их конструкции — снижения массы газоге-нераторов производительностью более 1,7 м3/ч с300 до 100 кг; разработки газогенераторов сраздельным получением водорода и кислорода.Эта тенденция обусловлена необходимостью ивозможностью существенного расширениятехнологических свойств водородо-кислород-ного пламени, например, при использованииводорода в комбинации с другими газами впроцессе плазменной обработки, в дуговыхметодах нагрева для интенсификации процес-сов сварки, резки, напыления.
...
Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) отно-сится к методам сварки высококонцентриро-ванными источниками энергии и обладаетширокими технологическими возможностями,позволяя соединить за один проход металлы исплавы толщиной 0,1...400 мм. При этом наи-более перспективным является соединение из-делий из тугоплавких металлов, из термиче-ски упрочненных материалов, когда нежела-тельна, затруднена или невозможна после-дующая термообработка; изделий после завер-шающей механической обработки при необхо-димости обеспечения минимальных сва-рочных деформаций; ряда ответственныхкрупногабаритных толстостенных и толстолис-товых конструкций из сталей и легких спла-вов, преимущественно в энергетическом итранспортном машиностроении, и др.
...
Выполняется такая сварка на установках,состоящих из двух основных комплексов —энергетического и электромеханического.Энергетический комплекс предназначен дляформирования пучка электронов с заданнымипараметрами, управления его мощностью иположением относительно свариваемого сты-ка. Выбор параметров энергетического ком-плекса определяется толщиной и теплофи-зическими характеристиками свариваемых ма-териалов, а также требованиями к коэффици-енту формы проплавления.
...
Электромеханический комплекс установ-ки предназначен для герметизации и вакууми-рования рабочего объема, выполнения всехсварочных, установочных и транспортных пе-ремещений свариваемого изделия и электрон-но-лучевой пушки (ЭЛП), выполнения вспо-могательных операций и управления всемиэтими процессами.
...
Установки для ЭЛС отличаются большимразнообразием по назначению и конструкции.Так, в зависимости от размера и формы свари-ваемого изделия существуют следующие уста-новки: с загрузкой изделия в вакуумную каме-ру и герметизацией всего изделия; с гермети-
...
Тем не менее установки для ЭЛС состоят восновном из узлов и блоков, имеющих одина-ковое функциональное назначение и от-личающихся габаритными размерами, степе-нью вакуума, числом степеней свободы испол-нительных механизмов и др. В связи с этимвозможно широкое применение агрегатных(модульных) конструкций, позволяющих ком-поновать гаммы сварочных установок с разны-ми технологическими возможностями разно-образным сочетанием основных агрегатов сразличными параметрами и в различных кон-структивных исполнениях: сварочных пушек сразличным ускоряющим напряжением, мощ-ностью пучка, встроенными системами на-блюдения или без них, с устройствами длядифференциальной откачки; сварочных камерразличного объема и формы со сменными ма-нипуляторами для выполнения разного родаработ; более совершенных и производитель-ных откачных систем и др.
...
Благодаря имеющемуся параметрическомуряду сварочных пушек и источников питанияпо мощности пучка с использованием по уско-ряющему напряжению для каждой конкретнойзадачи можно подобрать энергетический ком-плекс с необходимой мощностью пучка приоптимальном уровне ускоряющего напряже-ния. Существенно снижена стоимость сва-рочных установок с низковольтными пушкамималой мощности и сравнительно простыми ис-точниками питания (напряжением 20...30 кВ,мощностью 0,6...6 кВт).
...
На базе сварочных пушек созданы сва-рочные блоки, в состав которых кроме сва-рочной пушки входят устройства для ее ориен-тации относительно свариваемого стыка, меха-низм подачи присадочного материала, устрой-ства наблюдения и освещения и, при необхо-димости, вакуумные насосы для дифференци-альной откачки из области эмиссионной сис-темы сварочной пушки. Сварочный блок явля-ется автономным узлом современных сва-рочных установок с автоматизированнымисистемами управления установочными и сва-рочными перемещениями пушки или изде-лия, а также параметрами режимов сварки (ус-коряющего напряжения, тока пучка, фокуси-
...
ровки и др.). Наиболее совершенные установ-ки работают от ЭВМ. Максимальная эконо-мическая эффективность работы таких устано-вок достигается в случае их специализацииили когда установка является органичным зве-ном всей технологической цепи изготовленияданного изделия при обеспечении необходи-мой обработки деталей перед ЭЛС.
...
Новым направлением в создании оборудо-вания для ЭЛС является разработка и успеш-ная эксплуатация поточных и автоматическихлиний на базе сварочных установок, а такжеорганизация технологических центров дляЭЛС изделий.
...
За основу классификации установок дляЭЛС приняты степень защиты сварного шваот воздействия окружающей среды, областьприменения и габаритные размеры сваривае-мых изделий, степень специализации уста-новки. По степени защиты сварочной ванныот воздействия окружающей среды установ-ки делятся на три класса [7, 15]: для сварки ввысоком вакууме (1,33 • Ю-2...1,33 • Ю-3 Па);для сварки в промежуточном низком вакууме(13,3...1,33 Па); для сварки вне вакуума(рис. 1.1).
...
Установки для сварки в высоком вакуумеобеспечивают практически идеальную защитуметалла шва, большие рабочие расстояния иостросфокусированные электронные пучки.Их используют для микросварки и размернойобработки в радиоэлектронике, приборострое-
...
нии, точной механике, а также для сварки из-делий малых, средних и больших размеров вядерной энергетике, авиастроении и ракетнойтехнике.
...
Установки для сварки в низком вакуумеотличаются от предыдущих упрощенной от-качной системой сварочной камеры и мень-шим временем ее откачки до рабочего давле-ния. Качество сварных соединений конструк-ционных сталей, алюминия, меди и других ма-териалов при сварке в промежуточном вакуумевполне удовлетворительное.
...
Установки с выводом пучка в атмосферу неимеют сварочной камеры. Электронныйпучок через лучепровод сварочной пушки смощной ступенчатой откачной системой выво-дится в атмосферу или защитную газовую сре-ду, где и производится сварка. Установки это-го класса отличаются рассеянием электронно-го пучка в газовой среде, а следовательно, ма-лым рабочим расстоянием. Для установок свыводом пучка в атмосферу применяют тольковысоковольтные (175...200 кВ) энергетическиекомплексы. Эти установки широкого распро-странения не получили.
...
г и ъ — система координат; К — катод; ФЭ — фокусирующий электрод; Л — анод; Кр — кроссовер пучка; Р\ — ус-ловная входная плоскость (плоскость в пространстве дрейфа, в которой исследуется фазовая характеристика);2ф.х
...
вер) отображается затем одной или нескольки-ми электромагнитными фокусирующими лин-зами в плоскости фокусировки, располагаемойна требуемой глубине в глубине свариваемогоизделия (рис. 1.2).
...
К особенностям формирования электрон-ных пучков в сварочных пушках относятся"технический вакуум", интенсивный встречнонаправленный парогазовый поток из сва-рочной ванны, частые разгерметизации объемапушки. Одним из основных требований к па-раметрам пучков является достижение высо-кой удельной мощности в плоскости фокуси-ровки.
...
При полном прохождении тока и при от-сутствии различного рода несовершенств элек-тронно-оптической системы электронная яр-кость, представляющая собой плотность тока вединице телесного угла сходимости пучка, по-стоянна по всей его длине [13]. Так,
...
где укр и у'ф п— плотность тока соответственнов кроссовере и в плоскости фокусировки; У| иУ2 — углы сходимости пучка соответственно вкроссовере и в плоскости фокусировки (насвариваемом изделии).
...
При увеличении толщины свариваемыхметаллов необходимо стремиться к уменьше-нию угла сходимости пучка на изделии и к по-вышению плотности тока в пучке в плоскостифокусировки, что согласно выражению (1.1)возможно при увеличении электронной ярко-сти путем повышения плотности тока в крос-совере.
...
Из рис. 1.3 видно, что конечный размеркроссовера гкр обусловлен степенью нелиней-ности фазовой характеристики, вызванной не-совершенствами конкретной эмиссионнойсистемы. В идеальной эмиссионной системе,формирующей ламинарный пучок, фазовая ха-рактеристика линейна, /*кр = 0 и /\ = 0. Радиуспучка в плоскости фокусировки, обусловлен-ный степенью нелинейности фазовой характе-ристики (см. рис. 1.2),
...
где гк — радиус катода; гх - радиус пучка (покрайней траектории), где определена фазоваяхарактеристика; ит
...
В результате суммарного действия тепло-вых скоростей и нелинейности фазовой харак-теристики размер минимального пятна нагревав плоскости фокусировки
...
Для повышения точности оценки парамет-ров пучка необходимо учесть радиус кружкаразмытия пятна нагрева' из-за сферическойаберрации магнитной линзы:
...
в соответствии с новейшими методиками ихрасчета, основанными на совместном исполь-зовании методов анализа и синтеза [4, 8, 10,14]. Схема алгоритма одной из таких методикпредставлена на рис. 1.4 [1]. Характерной осо-бенностью этой методики является заданиеформы фокусирующего электрода в виде про-извольной прямой линии, которую разбиваютна п участков (обычно п = 10), на каждом изкоторых задаются потенциалом £/, определяе-мым, например, полиномом от порядковогономера п участка:
...
Современные сварочные пушки имеют мо-дульную компоновку, т. е. конструктивно раз-делены на отдельные взаимозаменяемые функ-циональные узлы, основными из которых яв-ляются эмиссионная система, изолирующиевысоковольтные элементы, системы фокуси-ровки и отклонения электронного пучка, сис-темы дифференциальной откачки и др. В сва-рочных пушках применяют в основномтрехэлектродные эмиссионные системы,включающие катод, управляющий (фокуси-рующий) электрод и анод.
...
К изолирующим высоковольтным элемен-там сварочных пушек относят вакуумные про-межутки (вакуумную изоляцию) — высоко-вольтные твердые изоляторы, прослойки изжидких диэлектриков. Улучшению электриче-ской прочности вакуумной изоляции способ-ствуют: увеличение механической прочностиматериала электродов; улучшение вакуумныхусловий в межэлектродном промежутке (на-пример, путем дифференциальной откачки изэтой области); "тренировка" электродов; ис-кривление оси электронно-оптической систе-мы пушки и др.
...
В качестве материала для высоковольтныхизоляторов в сварочных пушках применяют восновном керамику (например, алюмооксид-ная керамика ВК94-1) или молибденовоестекло.
...
/ — катод; 2 — анод; 3 — траектории электронногопучка; 4 — профиль пучка на уровне его эффективно-го радиуса (соответствует г'е)
...
Катоды сварочных пушек выполняютсяпрямонакальными и с косвенным подогревом(рис. 1.11). Прямоканальные ленточные илипроволочные катоды более просты в изготов-лении, но часто требуют механической илиэлектрической юстировки пушки (применяют-ся в основном в маломощных пушках, в томчисле для прецизионной сварки). Прямока-нальный катод в виде шайбы из гексаборидалантана используют в пушках серии КЭП. Онподогревается резистивным нагревателем 3,контактирующим с катодом и последовательновключенным с последним в цепь накала като-да (рис. 1.12). На рис. 1.12 показана скоростьизменения силы тока пучка катода из раз-личных материалов.
...
В мощных сварочных пушках наибольшееприменение получили массивные шайбовыеили штыревые катоды косвенного подогрева спомощью электронной бомбардировки. Наи-более распространенные шайбовые катоды изгексаборида лантана отличаются высокойэмиссионной способностью и стойкостью кионной бомбардировке. Недостатками этих ка-тодов являются подверженность влиянию па-ров свариваемых металлов и насосных масел,сравнительно высокая скорость испарения вслучае вынужденного перегрева катода (длявосстановления эмиссионных свойств послеотравления). Последний фактор определяет восновном срок службы катодов из гексабори-да лантана.
...
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫХ СВАРОЧНЫХ УСТАНОВОК
...
При нестабильности силы тока пучка, ус-коряющего напряжения и скорости сварки (впределах ±1%), температуры катода (±2%) исилы тока фокусирующей линзы (±0,05%) глу-бина шва может изменяться до ±7%. Поэтомук параметрам источника питания и, в первуюочередь, к нестабильности и уровню пульса-ций ускоряющего напряжения и силы токасварки предъявляют очень жесткие требова-ния. В источниках питания фокусирующеймагнитной линзы при наличии современнойэлементной базы не представляет особого тру-да обеспечить нестабильность силы тока впределах ±0,05%.
...
1.2. Техническая характеристика электронных сварочных пушек серии ЭЛА
...
а — через /^-ограничительные элементы; б — от генератора повышенной частоты; в — от инверторного преоб-разователя; г — стабильных токов; д — через проходную лампу; е — переменным напряжением; / — блок нака-ла; 2 — модулятор; 3 — блок питания; 4 — блок сравнения и усиления; 5 — блок защиты и "вывода кратера";МУ — магнитный усилитель; МГ
...
питания, носят колебательный характер и под-держиваются за счет энергии, запасенной вдросселе 4 и емкости Сф фильтра. Для подав-ления разряда в начальной стадии, исключе-ния перенапряжений и повторных пробоев
...
пушки дроссель шунтируется высоковольт-ным диодом 5, препятствующим развитиюэтих колебательных процессов. Индуктив-ность дросселя выбирается исходя из условия,что скорость восстановления ускоряющего на-
...
а — через /^-ограничительные элементы; б — от генератора повышенной частоты; в — от инверторного преоб-разователя; г — стабильных токов; д — через проходную лампу; е — переменным напряжением; / — блок нака-ла; 2 — модулятор; 3 — блок питания; 4 — блок сравнения и усиления; 5 — блок защиты и "вывода кратера";МУ — магнитный усилитель; МГ
...
Рис. 1.15". Возможные схемы высоковольтного питания сварочных пушек:
...
а — автономное смещение; б — автоматическое сме-щение; 1 — автономный источник управляющего напряжения; 2 — управляющий электрод; 3 — катод;4 — анод; 5 — регулируемое сопротивление
...
пряжения на пушке после пробоя не превыша-ет скорости восстановления ее электрическойпрочности. При использовании такой схемызащиты время прерывания технологическогопроцесса не превышает 0,5 мс.
...
Наиболее универсальным способомулучшения динамических характеристик ис-точников питания сварочных пушек являетсяприменение в качестве исполнительного эле-мента мощного электронного прибора,включенного в цепь высокого напряжения. Сего помощью осуществляется сглаживаниепульсаций и стабилизация ускоряющего на-пряжения, а также прерывание процесса приразрядах в пушке. Электронный прибор уже вначальной стадии аномального нестационар-ного процесса (разряда) должен отключать ус-коряющее напряжение на время
...
Это время соответствует смещению осипучка на 10... 15% его диаметра. При меньшейдлительности отключения пучка восстановле-ние электрической прочности вакуумной изо-ляции пушки может быть не полным, что при-ведет к повторному разряду.
...
Рис. 1.16. Схема защиты источника питания с помо-
щью дросселя, шунтированного высоковольтным дио-
дом:
...
/ — маслонаполненный бак силового источника; 2 — блок пускозащитной аппаратуры; 3 — блок динамическойзащиты; 4 — выпрямитель; 5 — фильтр; 6 — делитель напряжения; 7 — регулятор тока пучка; 8 — выпрямительбомбардировки; 9 — трансформатор бомбардировки; 10 — трансформатор накала; // — блок задатчика токапучка; 12 — магнитный усилитель; 13 — высоковольтный кабель; 14 — сварочная пушка; 15 — подогреватель ка-тода; 16—
...
трансформатора применена система динамиче-ского ограничения токов короткого замыка-ния, т. е. использована параметрическая защи-та, безынерционно реагирующая на резкоеувеличение проводимости нагрузки.
...
Высоковольтный выпрямитель 4 состоитиз двух последовательно соединенных трех-фазных мостов, собранных по схеме Ларионо-ва. Для повышения надежности работы в мос-тах использованы лавинные кремниевые дио-ды. Система подогрева катода состоит из по-нижающего трансформатора 10 для нагреванити подогревателя 15 и источника бомбарди-ровки катода 16 постоянного напряжения до1500 В. Для стабилизации режима подогревакатода в первичной цепи обоих источниковвключен тороидальный магнитный усилитель12 или тиристорный блок. Такая схема обес-печивает нестабильность установленного ре-жима подогрева не более ±5%. Для повыше-ния долговечности работы катода интенсив-ность его подогрева в настроечном режиме ра-боты установки автоматически снижается.
...
билизации ускоряющего напряжения, ис-ключения возникновения дугового разряда впушке при пробоях, ограничения тока пушкипри самопроизвольном ее открывании, защи-ты источника ускоряющего напряжения прикоротком замыкании на выходе. Регули-рующая лампа управляется по двум каналам —стабилизации ускоряющего напряжения и за-щиты источника ускоряющего напряжения иограничения тока пучка. Канал стабилизацииускоряющего напряжения управляется сигна-лом обратной связи, снимаемым с нижнегоплеча высоковольтного делителя 6.
...
Фазность управляющего напряжения по-добрана таким образом, чтобы компенсироватьизменение ускоряющего напряжения при коле-баниях нагрузки или питающей сети. Устойчи-вая работа стабилизатора ускоряющего Напря-жения обеспечивается при времени выхода егона номинальный режим не более 0,7 мс.
...
Канал защиты обеспечивает подавлениеаномального нестационарного процесса впушке в результате полного снятия с нее уско-ряющего напряжения на короткое время путемзакрывания регулирующей лампы импульсом,вырабатываемым системой управления 25. По-
...
еле прохождения импульса регулирующая лам-па начинает открываться и через 0,7 мс уско-ряющее напряжение на пушке восстанавлива-ется. Если в пушке короткое замыкание завремя импульса не устранилось, то уско-ряющее напряжение не успеет восстановитьсяза заданное время (выбирается интервал вре-мени приблизительно 0,1 мс) до установлен-ного значения. Система управления выработа-ет импульс повторного закрытия лампы. Такбудет продолжаться до тех пор, пока существу-ет короткое замыкание в пушке.
...
Схема ограничения тока лампы, входящаяв канал защиты, представляет собой регули-руемый стабилизатор напряжения. Опорнымнапряжением для схем ограничения являетсянапряжение, поступающее с блока задания то-
...
ка пучка. Одновременно это напряжение пере-дается в блок стабилизатора тока пучка. Присамопроизвольном открывании пушки, напри-мер из-за выхода из строя стабилизатора токапучка или закорачивания промежутка катод —управляющий электрод, формируется сигналрассогласования, снижающий ускоряющее на-пряжение до значения, гарантирующего сохра-нение изделия неповрежденным, хотя, естест-венно, качество сварного шва на этом участкене будет соответствовать требуемому и необхо-дима повторная сварка.
...
В канале управления током пучка сва-рочной пушки используется тетрод, включен-ный между катодом и управляющим электро-дом пушки. Управление током пучка осущест-вляется путем управления проводимостью тет-
...
рода. Блок стабилизации тока пучка находит-ся под высоким потенциалом. Сигнал, за-дающий ток пучка (опорный сигнал), переда-ется от его задатчика 77 на блок стабилизации.
...
Техническая характеристика серийныхэнергоблоков для ЭЛС приведена в табл. 1.3.Энергоблок ЭЛА-15 имеет цепи для управле-ния от ЭВМ, а ЭЛА-60Б и ЭЛА-120 выпуска-ется в комплекте с управляющим вычисли-тельным комплексом СМ 1810.
...
Состав электромеханического комплексазависит от класса сварочной установки, ее на-значения, габаритных размеров свариваемыхизделий, степени механизации, автоматиза-ции и специализации установки. Обычноэлектромеханический комплекс включает: сва-рочную камеру, откачную систему, сварочныеманипуляторы, механизмы подачи приса-дочных материалов, системы наблюдения,вспомогательные устройства и механизмы, атакже электроприводы с системами их управ-ления.
...
Сварочные вакуумные камеры. От формы,конструкции, жесткости и размеров камер за-висят габаритные размеры и качество свари-ваемых за одну откачку изделий, удобство ихзагрузки и выгрузки, возможность пристыков-ки дополнительных объемов в нужном направ-лении и др. По степени специализации раз-личают универсальные камеры и специализи-рованные.
...
Универсальные камеры предназначены длясварки изделий любой формы и размеров (впределах объема камеры). Их используют вединичном и мелкосерийном производстве и
...
Специализированные камеры определяютсяконструкцией и габаритными размерами кон-кретного изделия (или группы изделий). Спе-циализированные камеры часто выполняютпо форме свариваемого изделия.
...
К камерам сварочных установок предъяв-ляются разнообразные, часто противоречи-вые, требования: объем камеры должен бытьдостаточным для размещения и сварочных пе-ремещений изделия (или группы изделий) и,вместе с тем, он должен быть минимальнымдля сокращения времени откачки и повыше-ния производительности оборудования; конст-рукция должна обеспечивать удобный доступ врабочую зону для загрузки, выгрузки и обслу-живания и, вместе с тем, должна иметь мини-мальное количество разъемов с вакуумнымиуплотнителями и открывающихся крышек всвязи с тем, что они являются наиболее веро-ятными местами разгерметизации и чаще все-го пропускают рентгеновское излучение;должна иметь минимальную металлоемкостьи быть технологичной, в то же время от-личаться механической прочностью и жестко-стью всех элементов, а также обеспечивать за-щиту оператора от рентгеновского излученияи др.
...
По конструктивному исполнению извест-ны камеры прямоугольной и цилиндрическойформы. Прямоугольные камеры отличаютсяуниверсальностью. В них наиболее эффектив-но используют подвижные сварочные пушки,сменные манипуляторы изделия и др. Крометого, объем таких камер сравнительно легкоувеличить пристыковкой дополнительных сек-ций в нужном направлении. Прямоугольныекамеры можно условно разделить на две груп-
...
пы: каркасные (рис. 1.19, а) и бескаркасные(рис. 1.19, б). Каркасные камеры объемом ме-нее 0,2 м3 применяют преимущественно в ус-тановках для сварки деталей малых размеров, аобъемом 4...5 м3 — для сварки изделий сред-них размеров. В каркасных камерах можноразмещать манипуляторы изделий, сварочныепушки, а также дополнительные камеры-при-ставки на любой свободной грани. Бескаркас-ные камеры объемом более 5 м3 чаще всегоприменяют при сварке изделий средних ибольших размеров.
...
Параметрический ряд универсальных пря-моугольных сварочных вакуумных камер, со-бираемых из модулей, приведен в табл. 1.4, асхема компоновки таких камер показана нарис. 1.20.
...
Цилиндрические камеры применяют все ре-же, так как они менее универсальны и хужеприспособлены к работе с перемещающимисявнутри камеры сварочными пушками, чтоприводит к низкому коэффициенту использо-вания объема сварочной камеры [7, 15].
...
Изготовление вакуумных камер из корро-зионно-стойких сталей (12Х18Н9Т) оправдано,когда по условиям производства необходимопериодически промывать камеру агрессивны-ми растворителями. Коррозионная стойкостькамер из конструкционных сталей вполнеудовлетворительна, поскольку внутренние по-верхности камер в процессе работы покры-ваются конденсатом свариваемых материалов.В последнее время ЭЛС изделий больших раз-меров выполняют в камерах из бетона, поли-мербетона или их сочетания.
...
Толщину стенок камеры выбирают с уче-том механической прочности и жесткости изащиты от рентгеновского излучения. Для ус-тановок со сварочными пушками с иу
...
Расчет деформации различных элементовкамеры на атмосферное давление и учет еевлияния на перекос валов, винтов и направ-ляющих, изменение зазоров в зубчатых зацеп-лениях, вакуумных вводах, линейные и угло-вые смещения механизмов, закрепленных настенках* камеры, весьма сложен. Поэтомуточность работы механизмов обеспечиваетсяразными конструкторскими приемами: меха-низмы размещают на общей базе, вводят вконструкцию различные компенсаторы пере-косов и зазоров в зацеплениях и др.
...
Откачные системы. Служат для создания иподдержания в процессе работы высокого ва-куума 1,33* 10~2...1,33' Ю-3 Па в ускоряющемпромежутке сварочной пушки и рабочего дав-ления 1...10-3 Па в сварочной камере. Наибо-лее распространенные в конструкциях элек-тронно-лучевых сварочных установок схемыоткачных систем приведены на рис. 1.21.
...
1.4. Параметрический ряд, принятый в ИЭС им. £. О. Патона, универсальных прямоугольныхсварочных вакуумных камер, собираемых из модулей
...
а — для ЭЛС в высоком вакууме; б — с дифференциальной откачкой (в эмиссионной системе пушки6,65- 10"3 Па и в камере 13,3... 1,33 • 10 2 Па); в — для откачки больших объемов (в эмиссионной систе-ме пушки 6,65 • Ю-3 Па, в камере 1,33...0,665. Па); г
...
При сварке в высоком вакууме в. относи-тельно небольших камерах (рис. 1.21, а) внут-ренняя полость сварочной пушки 9 соединенасо сварочной камерой и откачивается общейвакуумной системой. Поскольку не всегда от-качка из пушки оказывается достаточной, та-кую схему применяют только в тех случаях,когда конструкция сварочной пушки не преду-сматривает дифференциальной откачки.
...
Более совершенная система откачки, пока-занная на рис. 1.21, б, отличается от предыду-щей наличием еще одного насоса 11 предвари-тельной откачки, что увеличивает скорость от-качки системы, а для откачки электронногопрожектора сварочной пушки имеется допол-нительная вакуумная система меньшей произ-водительности. Особенностью такой схемы яв-ляется возможность выполнять сварку как ввысоком, так и в низком вакууме. В последнемслучае используются агрегаты типа АВР, со-стоящие из двухроторного насоса и насосапредварительного разрежения. Такие системыимеют высокую скорость откачки при давле-нии примерно равном Ю-1 Па. Для откачкиэлектронного прожектора пушки целесообраз-но использовать турбомолекулярные насосы.При этом полость катодного узла пушки не за-грязняется парами рабочей жидкости диффу-
...
Между электронным прожектором сва-рочной пушки и камерой может быть установ-лен вакуумный затвор 10, который позволяетпроизводить перезагрузку камеры без впускавоздуха в пушку или заменять катодный узелпушки без впуска воздуха в камеру, а присварке в промежуточном вакууме — прекра-щать натекание газа из камеры в пушку припрерывании сварочного процесса. При сваркев высоком вакууме система может работать ибез этого клапана.
...
При откачке камер большого объема(рис. 1.21, в) для откачки ускоряющего проме-жутка пушки используется турбомолекуляр-ный насос, а воздух из камеры откачиваетсясначала до давления в ней 104 Па насосомпредварительного разрежения типа РВН, а за-тем до давления 102 Па насосом типа НВЗ идо рабочего давления Ю-1 Па двухроторныминасосами типа ДВН вместе с насосами типаНВЗ.
...
Откачные системы в установках с выво-дом пучка в атмосферу (рис. 1.21, д) имеют не-сколько независимых ступеней откачки. Схемакаждой ступени выбирается в зависимости отдавления в ней, причем для ступени с давле-нием, близким к атмосферному, выбирают на-сосы типа РВН или водоколыдевые, которыедлительное время могут работать при высо-ком давлении с высокой производительно-стью, а для откачки полости катодного узлапушки предпочтительны турбомолекулярныенасосы.
...
Сварочные манипуляторы. Сварочные, ус-тановочные и транспортные перемещения сва-риваемого изделия и электронной пушки осу-ществляются в соответствии с конфигурация-ми сварных швов, в числе которых характер-ными являются линейные, кольцевые и круго-вые в основном на горизонтальной и верти-кальной плоскостях, а иногда на наклонных,конусных или сферических поверхностях, атакже при различных их комбинациях. В соот-ветствии с этим в состав манипуляторов вхо-дят различные механизмы и устройства.
...
На рис. 1.22 представлена классификацияманипуляторов установок для электронно-лучевой сварки и их основных механизмов иустройств, согласно которой манипуляторыделятся на две основные группы: манипулято-ры изделия и
...
По конструктивному исполнению сва-рочные манипуляторы подразделяются на уни-версальные с большим числом степеней сво-боды и специализированные — с ограничен-ным числом степеней свободы. Первые обес-печивают широкие технологические возмож-ности, но имеют сложную конструкцию, чтообусловливает их высокую стоимость. Приме-нение универсальных манипуляторов целесо-образно при единичном и мелкосерийномпроизводстве с частой сменой типа сваривае-мых изделий. Специализированные манипуля-торы намного проще по конструкции. Онипредназначены для конкретного изделия (илигруппы однотипных изделий) и применяютсякак сменные манипуляторы. Основным их не-достатком являются дополнительные затратывремени (иногда довольно значительные) напереналадку, установку дополнительных уст-ройств и пр. Однако при крупносерийном имассовом производстве сменные устройствадля сварки различных изделий позволяют по-лучить максимальный эффект.
...
Использование сменных устройств преду-смотрено во многих конструкциях отечествен-ных установок У273, У401 и др. Манипулято-ры со сменными устройствами широко приме-няются и за рубежом. Такие фирмы как Эд-варде (Великобритания), Юнион Карбайд(США) и другие разработали и рекомендуютсменные манипуляторы для промышленныхустановок [22—24].
...
Манипуляторы изделия чаще всего выпол-нены в виде тележек, вращателей, двухкоорди-натных столов и других устройств с электроме-ханическим приводом. Манипуляторы сва-рочной пушки имеют вид шарнирно-рычаж-ных устройств, направляющей траверсы, покоторой перемещается каретка с шарнирно за-крепленной на консоли сварочной пушкой,двух- и трехкоординатных механизмов прямо-линейного перемещения, а также различныхсамоходных портальных механизмов приво-дятся в действие от электромеханическогопривода.
...
Механизмы подачи присадочных материа-лов. Обычно ЭЛС ведется без подачи приса-дочных материалов в сварочную ванну. В не-обходимых случаях используются механизмыдля подачи проволоки и сыпучих материалов.Механизмы подачи присадочных мafepиaлoвможно разделить на две группы: 1) стационар-ные; 2) перемещаемые в вакууме. Механизмыпервой группы используются в установках состационарно закрепленной пушкой. Еслипушка в процессе сварки перемещается внутривакуумной камеры, то используются механиз-мы второй группы. Механизмы подачи прово-лок отличаются от аналогичных механизмовдуговых сварочных установок большей точно-стью подачи проволоки под пучок и повышен-ной стабильностью ее скорости. При диамет-ре пучка менее 1 мм и наиболее распростра-ненном при ЭЛС диаметре проволоки 1...2 ммотклонение оси проволоки от оси пучка и сты-ка более 0,5 мм приводит к существенному из-менению условий плавления проволоки. В свя-зи с этим направляющий мундштук располага-ется как можно ближе к сварочной ванне, а вы-лет проволоки обычно не превышает 3...5 мм.Механизмы подачи сыпучих материалов —обычно бункеры с дозирующими устройствами.
...
Системы наблюдения [10]. К системам на-блюдения за процессом ЭЛС относятся смот-ровые окна, оптические и телевизионные сис-темы, которые используются как раздельно,так и в различных комбинациях. Смотровыеокна кроме прочного иллюминаторного стек-ла содержат рентгеновское стекло, необходи-мое для защиты обслуживающего персонала отрентгеновского излучения из сварочной ван-ны. Форма, размеры, конструкция, а также рас-положение смотровых окон на сварочной каме-ре в каждом конкретном случае зависят от ус-ловий удобного наблюдения. При ЭЛС крупно-габаритных изделий, когда место сварки удале-но от оператора на значительное расстояние, атакже при микросварке, визуальное наблюде-ние через смотровые окна уже недостаточно,поэтому используются оптические устройства,увеличивающие объект наблюдения в 5...50 раз.Указанные устройства могут быть независимы-ми и встроенными в конструкцию смотровогоокна или сварочной пушки. Используются какокулярные оптические устройства, так и систе-мы вывода изображения на экран.
...
Независимые оптические устройства уста-навливают вне камеры у смотровых окон, принеобходимости их можно перемещать от одно-го окна к другому. Телевизионные системы
...
позволяют передавать изображение на боль-шое расстояние и устанавливать вид и кон всварочном блоке в непосредственной близо-сти от сварочной пушки.
...
Особенностью систем наблюдения приЭЛС является необходимость защиты их от за-пыления парами свариваемых материалов иот теплового воздействия сварочной ванны. Вкачестве защитных устройств применяютсяповоротные прозрачные экраны и прозрачныеперемещаемые защитные пленки. В случаяхособо интенсивных паровых потоков приме-няют стробоскопические устройства.
...
Вспомогательные устройства и механизмы.К вспомогательным относятся устройства имеханизмы типа подвижных платформ для вы-катывания сварочных манипуляторов из каме-ры, устройств для предварительного нагревасвариваемых изделий, их сборки в сварочнойкамере и др. Механизмы типа подвижныхплатформ представляют собой промежу-точные конструкции, на которых монтируютсясвариваемые изделия и перемещаются в преде-лах сварочного участка. С них или на них из-делие поступает в сварочную камеру. Устрой-ства для предварительного нагрева сваривае-мых изделий устанавливаются только при тех-нологической необходимости для сварки неко-торых материалов. Конструктивно нагревате-ли разрабатываются с учетом размеров и кон-фигурации свариваемых изделий.
...
Электропривод. По функциональному на-значению электроприводы исполнительныхорганов установок для ЭЛС можно разделитьна электроприводы механизмов: откачных сис-тем (насосы, натекатели, запорная арматура);вспомогательных устройств (механизмы за-грузки и выгрузки, закрытия дверей и т. п.);перемещения и вращения свариваемого изде-лия и пушки (манипуляторы изделия и пуш-ки); электромеханических систем слежения застыком (корректирующие механизмы); по-дачи присадочной проволоки, коррекциимундштука и перемещений телевизионныхустройств.
...
Управление электроприводом любогофункционального назначения осуществляетсякак в ручном дистанционном режиме для про-стых систем, так и в автоматическом режимедля более сложных систем. Управляющиефункции могут выполняться с помощью ЭВМили средствами локальной автоматики. Наи-большее распространение в управлении элек-троприводами получили средства локальнойавтоматики, при этом локальная автоматикаможет быть выполнена как на релейно-кон-такторной элементной базе, так и на базе ин-тегральных микросхем или программируемыхлогических контроллеров.
...
В электроприводах механизмов откачныхсистем и механизмов вспомогательных уст-ройств обычно применяют трехфазные асин-хронные двигатели серии А4. Автоматическоеуправление механизмами откачных системпроизводится в функции достижения опреде-ленной глубины вакуума в отдельных объемахоткачной системы. Механизмы перемещениясвариваемого изделия и пушки должны рабо-
...
тать как в режиме позиционирования, когданеобходимы высокие скорость отработки иточность позиционирования, так и в режимесварочного перемещения, когда требуются вы-сокие стабильность скорости перемещения идинамичность, а также плавное регулирова-ние скорости перемещения. Эти механизмырасполагаются в основном внутри вакуумныхкамер, в ограниченных объемах и работают вусловиях больших механических и тепловыхнагрузок. Поэтому в механизмах перемеще-ния свариваемого изделия и пушки обычноприменяют электродвигатели постоянного то-ка типов ПБВ, ПСТ, ПБСТ, СЛ, КПА, ЭТАили силовые шаговые двигатели типов ЕС,ШД и ДШИ небольших размеров и большогомомента.
...
Электродвигатели постоянного тока, рабо-тающие в вакууме, помещают в герметичныйобъем, соединенный с атмосферой, чтобы ус-ловия работы электродвигателей по условиямохлаждения и изнашивания щеточного меха-низма и коллектора не отличались отобычных.
...
Использование силовых шаговых электро-двигателей вместо электродвигателей постоян-ного тока обеспечивает простое сопряжениедвигателей с системами ЧПУ и управляющимвычислительным комплексом, более высокуюнадежность системы в связи с уменьшениемчисла элементов системы и увеличениемточности дискретного перемещения, обуслов-ленного фиксацией ротора при остановке дви-гателя. Электроприводы электромеханическихсистем слежения за стыком отличают: малаяинерционность, т. е. высокие динамическиепоказатели; высокий КПД; относительно не-высокая мощность. Это в основном электро-двигатели ШД-5Д1М, управляемые при помо-щи серийного блока управления шаговымидвигателями БУШ-1. Система управления ша-говыми двигателями ДШИ-1-200 принципи-ально не отличается от системы управлениядвигателями типа ШД-5Д1М.
...
Применение шаговых двигателей в системеслежения за стыком обусловлено относитель-ной простотой преобразования сигналовдатчика вторично-эмиссионных сигналов вунитарный код, который представляет собойпоследовательность импульсов. Шаговые дви-гатели преобразуют унитарный код в пропор-циональное перемещение механизмов.
...
В электроприводах механизмов подачиприсадочной проволоки, механизмов коррек-ции мундштука, вспомогательных механизмовсистемы теле наблюдения применяют преиму-щественно электродвигатели малых размеров:для механизмов подачи присадочной проволо-ки электродвигатели типа СЛ и КПА с тири-сторными блоками питания, позволяющимиизменять скорость подачи присадочной прово-локи в пределах 1:10; для других механизмов,не требующих изменения скорости — электро-двигателей РД-09 с питанием от сети перемен-ного тока и ДП1-26, ДР1, 5Р с питанием вы-прямленным напряжением 27 В.
...
Поскольку большинство отечественныхпромышленных установок предназначено дляэлектронно-лучевой сварки в высоком вакуу-ме, ниже рассматриваются в основном уста-новки этого типа.
...
Установки для микросварки и размернойобработки. Установки этой группы предна-значены для сварки и размерной обработкималогабаритных деталей радиоэлектроники,приборостроения, точной механики, для кото-рых характерны сложность геометрическихформ, различные сочетания материалов и ихтолщин, большое количество операций, необ-ходимых для получения готового изделия.К микросварке в настоящее время принято от-носить соединения изделий с толщиной стен-ки менее 1 мм, а также выводов толщиной0,05...0,3 мм с контактными площадкамипечатных плат и микросхем. Размерная обра-ботка охватывает ряд технологических прие-мов по резке, испарению, зонной и вакуум-ной очистке, фрезерованию и сверлению.
...
Установки для микросварки и размернойобработки, как правило, универсальны. Требо-вания к точности выполняемых операций надеталях малых размеров обусловили сле-дующие особенности установок этой группы:наличие высоковольтных энергоблоков, фор-мирующих пучок с минимальным диаметром10... 100 мкм при высокой стабильности пара-метров; сканирование пучка по изделию нанебольшой площади с высокой степеньюточности; работу электронной пушки как в не-прерывном режиме, так и в импульсном; вы-сокую точность перемещения изделия; ис-пользование для наблюдения за процессом оп-тических систем с увеличением в 50... 100 раз;создание в высоком вакууме при объеме сва-рочной камеры (даже при групповой загрузкедеталей) не более 0,5 м3; применение автома-тизированных систем управления, работающихв комплекте с программирующими устройст-вами или вычислительными машинами.
...
К числу установок для микросварки отно-сятся разработанные в ИЭС им. Е. О. Патонаустановки У496 и У672 (табл. 1.5, рис. 1.23).Установка У496 (рис. 1.23, а)
...
Установка У672 (рис. 1.23, б) предназначе-на для сварки различных материалов, в томчисле и тугоплавких толщиной 0,05... 1 мм не-прерывным и импульсным электроннымпучком. Ускоряющее напряжение установки ре-гулируется дискретно: 30, 40, 50, 60, 70 кВ. Не-стабильность ускоряющего напряжения в диа-пазоне 30...70 кВ за 15 мин непрерывной рабо-ты не ниже 0,05%. Сила тока электронного
...
пучка в постоянном режиме регулируется в пре-делах 0...5 мА, а в импульсном достигает 10 мА.Нестабильность тока пучка в диапазоне 0...5 мАсоставляет 0,3%. Длительность сварочного им-пульса регулируется в пределах 1...50 мс.
...
1.5. Техническая характеристика установок для ЭЛС в высоком вакууме типов У и УЛ
...
ных) не превышает 0,2 м3. Сменные манипу-ляторы позволяют работать с одиночной игрупповой загрузкой изделий и свариватькольцевые и прямолинейные швы в различныхпространственных положениях. Откачные сис-темы автоматизированы, позволяют откачатькамеру до давления Ю-2 Па не более, чем за
...
Установка У616 укомплектована сва-рочной пушкой, работающей при уско-ряющем напряжении менее 30 кВ и мощно-сти пучка до 2 кВт. Размеры сварочной каме-
...
Для ЭЛС в промежуточном вакууме в про-мышленности применяют установки УВЛ-3009 (табл. 1.7). К этой группе относится гам-ма установок типа В\У (Великобритания),комплектуемых прямоугольной камерой203 х
...
вод сварочного манипулятора устанавливаетсяза пределами сварочной камеры, а его выход-ной вал вводится в камеру через герметичныйввод. На этом валу внутри камеры устанавли-вают сменные зажимные патроны, держателиили многоместные приспособления для груп-повой загрузки изделий. Цикл сварки как приодиночной, так и при групповой загрузке пол-ностью автоматизирован, причем все парамет-ры процесса задаются оператором заранее спомощью ступенчатых переключателей на па-нели управления. Установки снабжены соос-ной с пучком оптической системой наблюде-ния с увеличением 1:4. Система имеет сеткудля точной настройки пучка на стык и легкодоступна для очистки от конденсата.
...
Базовой моделью гаммы является установ-ка В\У 3020 со сварочной пушкой, работающейпри ускоряющем напряжении Щ = 30 кВ исиле тока пучка /п = 20 мА (мощность пучкадо 0,6 кВт). Диаметр электронного пучка наизделии 0,1___1 мм. В камере создается давле-ние 6*
...

Материаловедение
Російсько-український словник зварювальної термінології. Українсько-російський словник зварювальної термінології.
Металловедение для сварщиков (сварка сталей)
Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки
Иллюстрации к началам курса «Основы материаловедения»
Необычные свойства обычных металлов
Физические методы исследования металлов и сплавов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Машиностроение. Энциклопедия Оборудование для сварки