Устройство для светолучевой пайки и сварки

 

Изобретение относится к пайке,сварке, термообработке световым лучом при производстве изделий электронной техники. Цель изобретения - повышение КПД устройства за счет повышения коэффициента использования светового потока излучения. Устройство содержит линзу, выполненную в виде двух менисков, соединенных между собой и обращенных друг к другу вогнутыми сторонами, охватывающими источник излучения , образуя окружность в сечении. Сечение проходит через фокусы эллипса. Центр окружности совпадает с излучающим фокусом эллипсоидного отражателя. В излучающем фокусе размещен также источник излучения.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 1/002

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644002/27 (22) 12,12.88 (46) 23.10.91. Бюл. М 39 (72) Ю, А. Бородин (53) 621.794.3(088,8) (56) Сварочное производство, 1972, М 8, с. 16, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЕТОЛУЧЕВОЙ

ПАЙКИ И СВАРКИ (57) Изобретение относится к пайке, сварке, термообработке световым лучом при производстве изделий электронной техники, Цель изобретения — повышение КПД устИзобретение относится к пайке, сварке, термообработке, в частности к устройствам для пайки, сварки световым лучом, и может быть использовано для пайки, сварки, термообработки при производстве изделий электронной техники.

Целью изобретения является повышение КПД за счет повышения коэффициента использования светового потока излучения.

На фиг, 1 представлена оптическая схема устройства и направления распространения лучей в нем; на фиг, 2 — оптическая схема взаимного расположения менисковых линз; на фиг. 3 — схема менисковой линзы, с обозначенными на ней оптическими параметрами линзы и направлениями распространения излучения с учетом преломления светового излучения в линзе.

Устройство содержит линзу в виде менисков 1, соединенных между собой и обращенных друг к другу вогнутыми сторонами.

Мениски охватывают источник 2 излучения, образуя окружность в сечении, проходящем... Ж 1685646 А1 ройства за счет повышения коэффициента использования светового потока излучения.

Устройство содержит линзу, выполненную в виде двух менисков, соединенных между собой и обращенных друг к другу вогнутыми сторонами, охватывающими источник излучения. образуя окружность в сечении. Сечение проходит через фокусы эллипса. Центр окружности совпадает с излучающим фокусом эллипсоидного отражателя. В излучающем фокусе размещен также источник излучения. 3 ил, через фокусы эллипсоидного отражателя 3.

Источник излучения помещен в центр окружности сечения.

Световое излучение направлено менисковыми линзами в пределах угла 2а на отражающую поверхность эллипсоидного отражателя 3. Пятно сфокусированного из. лучения получают на обьекте 4 обработки в области второй фокусной точки эллипсоидного отражателя 3.

Менисковые линзы 1 обладают внут- фь ренней кривизной радиусом r, внешней (5Ь ° кривизной радиусом R. Связь радиусов r u

R определена математической формулой. 1ча согласно которой R--- г вес а, где а1

° вав

=агсз!и —, причем п — величина показателя и преломления стекла линзы. Центр радиуса r совпадает с оптической осью эллипсоидного отражателя.

Центры наружной кривизны О обоих менисков находятся на расстоянии от излучающего фокуса О, равном произведе1685646 нию r tg. Зллипсоидный отражатель лмеет форму тела вращения дуги эллипса вокруг главной оптической оси, причем дуга эллипса повернута относительно дальнего (рабочего) фокуса так, что излучающие фокусы эллипсоида совпадают с мнимыми фокусами менисков, находящихся на расстоянии .r ° сщ а от центра окружности излучающего фокуса О.

Эллипсоидный отражатель ограничен двумя пучками излучения, выходящего из мнимых фокусов С, Каждый пучок излучения занимает угол 2 а, Углы 2 а симметричны относительно Оси, проходящей через мнимые фокусы С.

Устройство работает следующим образом, Включают источник 2 излучения в виде лампы накаливания или дуговой лампы, Световое излучение выходит из центра окружности О, преломляется менисками 1 и сформированное в пучки света, занимающие угол 2 а, направляется на отражающие поверхности эллипсоидного отражателя 3.

Отраженное световое излучение направляется, концентрируясь за счет фокусировки, на объект 4 обработки, располо>кенный в дальнем фокусе эллипсоидного отражателя 3. Для того чтобы зллипсоидная поверхность совместно с менисками направляла световые лучи в рабочий фокус, необходимо выполнить эллипсоид а виде, например, двух подвижных симметричных частей, перемеща ощихся так, что излучающие фокусы правого и левого эллипсоидов совпадают с мнимыми фокусами менисков. Для этого не"

Обходимо левый эллипссид вращать относительно геометрического центра излучателя по часовой стрелке до совпадения излучающего фокуса данного эллипсоида с мнимым фокусом левого мениска, Правый эллипсоид необходимо вращать относительно того же центра против часовой стрелки до совпадения излучающего фокуса правого эллипсоида с мнимым фокусом правого мениска, Дальше фокусы обоих эллипсоидов должны совпадать для получения меньшего =",àçîðà сфокусированного пятна на Обьекте обработки световым излучением.

Устройство мо>кет быть выполнено в двух вариантах, в зависимости от того, какой источник излучения применяется-точечный или линейный, Если применяется точечный источник излучения, то все устройство аксиально симметрично относительно вертикальной Оси симметрии. При этОИ менискообразная .линза 1 выполнена в виде кольца, в котором наружная поверхность тороидальная, а внутренняя сферическая, Эллипсоидное зеркало 3 выполнено в виде части эллипсоида вращения, который образован вращением наклоненной дуги

5 эллипса относительно оси симметрии. Излучение фокусируется на изделии 4 в световое пятно.

Если применяется линейный источник излучения, то вся система цилиндрически

10 симметрична, т,е. линза 1 выполнена в виде двух половинок цилиндрических менискообразных линз, а эллипсоидное зеркало выполнено в аиде двух симметричных элRèïсоидных цилиндрических

15 зеркал. При этом излучение фокусируется на изделии 4 в виде линии.

В устройстве могут быть использованы мениски, изготовленные из кварцевого стекла. Благодаря повышенной стойкости к

20 термическим нагрузкам кварц является более предпочтительным материалом для изготовления линзы.

Показатель преломления кварца и ==1,5. Радиус r 40 мм. Оптические парамет25 ры мениска соответствуют следующим величинам (фиг. 3)

sin а= - = 0,67;

П а= 42 ;

30 R = О В = гзес а=-53,8;

QG = rtg а= 36;

ОС = rctg а = 44,5;

О = =- гзес (1 + sin а) = 90.

В изобретении применяется двойная

35 апланатическая линза, с помощью которой угол охвата излучения приближается к предельному значению, равному 3600, и коэффициент использования источника излучения приближается к 100 . Устрой40 ство позволяет повысить максимальную плотность светового потока в пятне нагревания, за счет чего повышена производительность обработки (пайка, сварка, термообработка, демонтаж) элементов.

Формула изобретения

Устройство для светолучевой пайки и сварки, содержащее эллипсоидный отража50 тель, источник излучения, установленный в излучающем фокусе, и фокусирующую линзу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД устройства за счет повышения коэффициента использования свето55 ваго потока излучателя, линза выполнена в виде соединенных между собой и обращенных друг к другу вогнутыми сторонами двух менисков, охватывающих источник излучения, образуя окружность в плоско1685646 сти сечения, проходящей через фокусы эллипсоидного отражателя, излучатель помещен в центре окружности, образованной менисками, 1685646

Составитель il.Àáðîñèìoâà

Тех ред М, Моргентал Корректор М,Кучерявая

Редактор О,Головач

Заказ 3559 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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