Способ управления параметрами электронно-лучевой сварочной пушки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для стабилизации параметров сварочных электронно-лучевых пушек. Целью изобретения является увеличение срока службы катода путем уменьшения тока накала в зависимости от времени наработки электронной пушки. По мере износа материала катода его диаметр уменьшается, а сопротивление увеличивается. Уменьшение тока накала в процессе работы катода по экспериментальной или теоретической зависимости его диаметра от времени наработки стабилизирует выделяемую на нем мощность. Устройство состоит из электронной пушки с прямонакальным катодом, стабилизатора тока накала, блока контроля и индикатора времени наработки катода, блока коррекции тока накала. Зависимость тока накала от времени наработки хранится в запоминающем устройстве. Выдачей информации на стабилизатор тока накала управляет блок контроля времени наработки. Изобретение снижает время аварийного простоя электронно-лучевого оборудования путем продления ресурса наработки катода. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51),5 В 23 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2! ) 4458964/25-27 (22) 20.06.88 (46) 07.05.90. Бюл. № 17 (72) Г. А. Лоскутов, Л. А. Кравчук, 1О. И. Пастушенко, В. П. Игумнов и В. Ф. Чернышов (53) 621.791.72.037:621.9.048.7 (088.8) (56) Кравчук Л. А., Небесный С. В., Пикуля Л. Г. Электронно-оптическая колонна для прецизионной ЭЛС. — Автоматическая сварка, 1986, № 12, с. 54 — 57. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРОЧНОЙ ПУШКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для стабилизации параметров сварочных электронно-лучевых пушек. Целью изобретения является увеличение срока службы катода путем уменьшеИзобретение относится к области машиностроения и предназначено для стабилизации параметров сварочных электронно-лучевых пушек.

Целью изобретения является повышение срока службы катода.

Мощность нагрева катода диметром до температуры эмиссии Т, Р« =!«U« =/.Я,=7„, 4pl (1) лА < где 1 — ток накала;

Uí — напряжение накала;

R> — сопротивление катода; р — удельное сопротивление материала катода;

l — длина катода.

По мере износа (испарения) материала катода его диаметр уменьшается, а сопротивния тока накала в зависимости от времени наработки электронной пушки. По мере износа материала катода его диаметр уменьшается, а сопротивление увеличивается.

Уменьшение тока накала в процессе работы катода по экспериментальной или теоретической зависимости его диаметра от времени наработки стабилизирует выделяемую на нем мощность. Устройство состоит из электронной пушки с прямонакальным катодом, стабилизатора тока накала, блока контроля и индикатора времени наработки катода, блока коррекции тока накала. Зависимость тока накала от времени наработки хранится в запоминающем устройстве. Выдачей информации на стабилизатор тока накала управляет блок контроля времени наработки.

Изобретение снижает время аварийного простоя электронно-лучевого оборудования путем продления ресурса наработки катода.

2 с. п. ф-лы, 1 ил. ление увеличивается. Стабилизация тока накала приводит к увеличению падения напряжения У на катоде и соответственно к повышению мощности накала, локальному перегреву и перегоранию катода.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа управления параметрами электронно-лучевой сварочной пушки.

Закон коррекции тока накала можно установить исходя из уравнения (1), из которого следует, что ток накала необходимо уменьшать пропорционально уменьшению диаметра катода. В реальных условиях возможно отклонение от этой закономерности из-за необходимости сохранения заданного тока эмиссии с катода меньшего диаметра, и, кроме естественного износа катода от нагрева, происходит уменьшение диметра его

1562088

4 эмиттирующей части за счет ионного разрушения материала катода в процессе сварки изделия. Поэтому целесообразно установить экспериментальную зависимость изменения срока службы катода от характера уменьшения тока накала катода реальной конструкции в условиях сварки, т. е. установить зависимость

I =f(4) где t» — средний срок службы катода.

Функция изменения тока накала может быть плавной или дискретной, т. е. коррекцию тока накала можно вводить непрерывно или через определенные промежутки времени.

Устройство для управления параметрами электронно-лучевой сварочной пушки содержит сварочную пушку 1, имеющую катод 2, управляющий электрод 3, анод 4, фокусирующую линзу 5 и отклоняющую систему 6, управляющую положением пучка 7 на поверхности изделия 8; источник 9 высокого напряжения, который содержит узлы управления током пучка 7, соответственно соединенные с управляющим электродом 3 и анодом 4. Источник 9 высокого напряжения имеет также выпрямитель 10, который включен между выходом высоковольтного трансформатора 11 и нитью накала катода 2.

Первичная обмотка высоковольтного трансформатора !1 подсоединена к выходу стабилизатора 12 тока накала, первый вход которого подключен к выходу блока 13 коррекции, состоящего из последовательно включенных регистра 14, запоминающего устройства !5, цифроаналогового преобразователя

16, выход которого является выходом блока 13 коррекции. Индикатор 17 времени наработки подключен к второму выходу регистра 14. Блок 18 контроля времени имеет первый и второй выходы синхронизации и информационный выход, которые связаны соответственно с первыми и вторыми входами синхронизации регистра 14 и запоминающего устройства 15, а также с информационным входом регистра 14. Блок 18 контроля времени содержит таймер 19, выход которого связан с первым входом счетчика 20. Выход счетчика является информационным выходом блока 18 контроля времени, который включает также аккумулятор

2!, выход которого через первый диод 22 электрически связан с входом питания счетчика 20, вход установки нулевого состояния которого связан с первым выходом блока 23 задания тока накала, второй выход которого соединен с входом задания опорного напряжения цифроаналогового преобразовател я 16. Выход блока. 24 питания соединен с вторым входом стабилизатора 12 тока накала, входом таймера 19, вторым входом счетчика 20 и через второй диод 25 с входом питания счетчика 20, причем диоды 22 и 25 включены к нему своими катодами.

Устройство работает следующим образом.

При первом включении катода 2 счетчик

20 устанавливается в исходное положение кнопкой, размещенной в блоке 23 задания тока накала. При включении питания стабилизатора 12 тока накала одновременно включается таймер 19, который генерирует импульсную последовательность. Первый импульс этой последовательности записывает данные счетчика 20 в регистр 14 и запоминающее устройство 15, из которого код тока накала поступает на вход цифроаналогового преобразователя 16. На последний поступает также опорное напряжение от блока 23 задания тока накала. В исходном положении код запоминающего устройства 15 и величина опорного напряжения на входе блока 23 задания тока накала задают величину тока накала, которая поддерживается в процессе сварки постоянной с помощью стабилизатора 12.

При работе пушки таймер 19 непрерывно выдает в счетчик 20 и регистр 14 импульсы, отмечающие временные интервалы работы катода, которые фиксируются индикатором 17 (в часах или минутах). С выхода регистра 14 код временных интервалов поступает в запоминающее устройство 15, в память которого занесены кодированные значения тока накала. Код с выхода регистра

14 является адресом этих значений. Таким образом, включение в схему запоминающего устройства 15 позволяет задавать любой закон изменения тока накала в зависимости от времени наработки катода. В случае реализации линейного закона изменения тока накала запоминающее устройство 15 из схемы устройства можно исключить.

При отключении питания счетчик 20 через первый диод 22 подключается к аккумулятору 21, что позволяет хранить временной код работы катода при аварийном отключении сети. При повторном включении сети счетчик 20 подключается к источнику 24 питания через второй диод 25. Коммутация диодов 22 и 25 происходит вследствие того, что выходное напряжение источника

24 питания несколько больше, чем напряжение аккумулятора 2!. Для обеспечения помехозащищенности устройства сигнал питания таймера 19 является управляющим сигналом счетчика 20.

Экспериментальная проверка работы устройства производится на установках для микросварки в лабораторных и в производственных условиях. В качестве катода используется вольфрамовая проволока диаметром 0,27 мм. В память устройства 15 занесена программа, в соответствии с которой ток накала уменьшается сначала на 1Я за каждый час первых пяти часов работы, а затем на 0,5Я за каждый последующий час работы катода. Ток накала первоначально устанавливается равным 8,9 А.

В ходе экспериментов установлено, что при отсутствии коррекции тока накала срок службы катода составляет 6 — 8 ч. При вве1562088

Формула изобретения

Составитель В. Пучинский

Техред И: Верес Корректор В. Кабаций

Тираж 635 Подписное

Редактор Н. Бобкова

Заказ 1024

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат кПатент», г. Ужгород, ул. Гагарина. 1О1

5 дении коррекции срок служоы катода yseличивается до 22 — 24 ч, при этом диаметр катода уменьшается до 0,21 мм, а ток накала до 7,5 А.

Таким образом, способ и устройство обладают . рядом преимуществ, повышающих срок службы катода и надежность работы сварочной пушки, что снижает время аварийного простоя сварочного оборудования для замены катода.

1. Способ управления параметрами электронно-лучевой сварочной пушки, заключающийся в том, что измеряют суммарное время наработки электронной пушки, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока .службы, величину тока накала прямонакального катода уменьшают пропорционально времени работы электронной пушки.

2. Устройство для управления параметрами электронно-лучевой сварочной пушки, содержащее электронную пушку с прямонакальным катодом, блоки задания и стабилизации тока накала катода, индикатор времени наработки, отличающееся тем, что, с

6 елью увеличения срока службы катода, оно снабжено блоком коррекции, состоящим из последовательно включенных регистра, запоминающего устройства и цифроаналогового преобразователя, блоком контроля времени, состоящим из последовательно соединенных таймера и счетчика, аккумулятора, первого и второго диодов, а также блоком питания, причем индикатор времени наработки подключен к второму выходу регистра, пер10 вый вход блока стабилизации тока накала катода соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а второй вход — с выходом блока питания, который соединен также с входом таймера, вторым входом счетчика, вторыми входами регистра и запоминающего устройства и через второй диод с входом питания счетчика, который через первый диод подключен к аккумулятору, вход установки нулевого состояния счетчика соединен с первым выходом блока зар0 дания тока накала, второй выход которого соединен с входом задания опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, выход таймера подключен к объединенным первым входам регистра и запоминающего устройства, а выход счетчика связан с информационным входом регистра.