Установка для лазерно-дуговой обработки металлических изделий

 

Изобретение относится к установке для лазерно-дуговой обработки металлических изделий. Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки путем регулирования поглощаемого изделием излучения и стабилизации дуги. Установка содержит систему 1 поворота и фокусировки лазерного излучения, включающую поворотное зеркало 2, фокусирующую линзу 3 и датчик 5 мощности, дуговую горелку (ДГ) 6 и источник 7 питания. Оправка 9 соединена с кожухом 4 системы поворота и фокусировки излучения. На оправке шарнирно закреплен трехкоординатный узел 8 позиционирования ДГ 6. Датчик 5 мощности электрически связан через регулирующее устройство 10 с узлом 8 и источником 7 питания ДГ 6. Использование данной установки позволяет произвольно ориентировать дуговую горелку по отношению к пятну лазерного воздействия на поверхности обрабатываемого изделия. Также установка позволяет при повышенной производительности (скорости) обработки обеспечить ее высокое качество (геометрия обрабатываемой полосы, глубина упрочненного слоя). 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4341649/23-02 (22) 11 ° 1 2. 87 (46) 07.02.90. Бюл. Р 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования и Научно-исследовательский институт интроскопии (72) 1О.Н.Селезнев, Ф.В.Воронин, В.М.Журавель и И.А.Лифшиц (53) 621.356.6.002.5(088.8) (56) Патент Великобритании 11 1600796, кл. В 23 К 26/00 1978.

Патент ФРГ и * 281 3642, кл. В 23 К 26/00в .1978 ° (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЛАЗЕРНО-ДУГОВОЙ

ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к установке для Лазерно-дуговой обработки металлических изделий. Дель изобретения — повьппение производительности и качества обработки путем регулирования поглощаемого изделием излуче„.SUÄÄ 1541282 А1

2 ния и стабилизации дуги. Установка содержит систему поворота и фокусировки лазерного излучения 1. включающую поворотное зеркало 2, фокусирую- . щую линзу 3 и датчик 5 мощности, дуговую горелку (ДГ) 6 и источник

7 питания. Оправка 9 соединена с кожухом 4 системы поворота и фокусировки излучения. На оправке шарнирно закреплен трехкоординатный узел 8 позиционирования ДГ 6, Датчик 5 мощности электрически связан через регулирук цее устройство 10 с узлом 8 и источником 7 питания ДГ 6, Использование данной установки позволяет произвольно ориентировать дуговую горелку по отношению к пятну лазерного воздействия на поверхности обрабатываемого изделия, Также установка позволяет при повышенной производи-. тельности (скорости) обработки обеспечить ее высокое качество (геомет,рия обрабатываемой полосы, глубина

;упрочненного слоя). 1 ил.

15" 1282

Изобретение относится к термообрлботке, нлпланке и другим процес-. сам, н которых на изделия воздействуют концентрированным лазерно-дуго5 ным потоком энергии, и может быть

l использовано н эпектротех, машиностроител ной и других отраслях и ро мьппл ен но с т и.

Цель изобретения — поньппение производительности и качества обработки путем регулирования поглощаемого изделием теплового потока и стабилизации дуги.

На чертеже изображена схема установки.

Установка содержит лазер (не показан), систему поворота и фокусировки лазерного излучения 1, включающую как минимум одно поворотное зеркало

2 и фокусирующую линзу 3, заключенные н кожух 4, датчик 5 мощности, измеряющий мощность излучения, дуговую горелку 6 с источником 7 питания, узел 8 трехкоординатного позициониро- 25 нания, шарнирно закрепленный на поворотной кольцевой оправке 9, которая установлена на кожухе 4.

Датчик 5 мощности электрически . связан через регулирующее устройство

10 с узлом 8, который соединен с дуговой горелкой 6.

Установка работает следующим образом.

В процессе обработки изделий

35 горелка перемещается по генеральной .траектории по отношению к зоне ноздействия излучения и дугового разряда !2. С помощью кольцевой оправки

9 она вместе с узлом 8 позиционирования может занять любое положение относительно пятна воздействия лазерного излучения спереди, сзади пятна или сбоку (по отношению к траектории). Преимущественное положение горелки 6 и пятна диктуется данным технологическим процессом. Например, для закалки электрод должен находиться перед пятном лазерного воздействия по траектории перемещения, Это связано с тем, что черезвычайно важно иметь большую скорость охлаждения поверхности, а это обеспечивается резко очерченным задним фронтом пятна лазерного воздействия, Передний фронт

55 пятна лазерно-дугового воздействия несколько рлэмлзан, особенно при большом относительном дуговом энер1 овкллде по отношению к лазерному.

C помощью уэлл 8 ггозициоггировлння горелка 6 н общем случле перемещлется н трех координатах по комлндлм регулирующего устройства 10. Это необходимо, например, для cTÿáèëèçлции дуги (из-за ускорения электрода и других причин) и для механического поджига дуги касанием электрода поверхности дуги — с использованием вертикальной составляющей позиционирования. По сигналу датчика мощности и случае изменения распределения энергии н пучке лазерного излучения регулирующее устройство 10 выдает команды узлу 8 позиционирования и путем перемещения горелки 6 н г оризонтальггой плоскости компенсируется дефицит энерговклада в различные участки зоны обработки. При изменении суммарной мощности лазерного из— лучения датчик 5 сигнализирует об этом, и регулирующее устройство

1 0 воздействует на источник 7 ггита ния горелки 6.

Регулирующее устройство 10 содержит н себе дне системы: регулятор суммарной мощности (он воздействует на ток дуги) и регулятор распределения энергии излучения (он воздействует на узел 8 позипиониронания).

Ожидаемый ток использования изобретения, положительный эффект, обусловлен наличием гибкой взаимосвязи элементов установки. Поскольку установка снабжена имеющей возможность поворота оправкой (соединенной с системой поворота и фокцентровки лазерного излучения) с шарнирно закрепленным на ней трехкоординатным узлом позиционирования, соединенным с дуговой горелкой, последний может быть произнольно ориентирован по отноше нию к пятну лазерного воздействия на поверхности обрабатываемого изделия.

В зависимости от требований технологического процесса необходимая ориентация горелки и пятна достигается тем, что датчик мощности лазерного излучения электрически связан через регулирующее устройство с узлом позиционирования и с источником питания дуговой горелки. Регулирующее устройство, реализуя необходимый алгоритм, управляет положением горелки и током дугового разряда с учетом сигнала от датчика мощности излучения.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Установка для лазерно †дуговой обработки металлический иэделий, соЪ.

Составитель Н.Кузовкина

Техред JI.Ñåðäþêîâà Корректор М.Кучерявая

Редактор И.Дербак

Заказ 265 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

5 1

В результате оперативно и точно осуществляется отработка необходимых основных технологических параметров; энерговклада в зону обработки, раз— мера и формы этой эоны. Установка позволяет при повышенной производительности (скорости) обработки обеспечить ее высокое качество (reo— метрия обрабатываемой полосы, глубина упрочненного слоя). При использовании устройства достигаются и другие цели: автоматизация процесса обработки и повышение культуры производства.

541282

6 держащая лазер, систему поворота и фокусировки лазерного излучения, датчик его мощности, дуговую горелку с источником питания, о т л и ч а ю щ а я с я . тем, что, с целью повышения производительности и ка:ества обработки путем регулирования поглощаемого изделием теплового потока и стабилизации дуги, установка снабжена имеющей возможность поворота оправкой с шарнирно закрепленным на ней трехкоординатным узлом позиционирования, соединенным с дуговой горелкой, датчик мощности электрически связан через регулирующее устройство с узлом позиционирования и с источником питания дуговой горелки, а оправка соединена с системой поворо20 та и фокусировки лазерного излучения,