Устройство для электронно-лучевой сварки

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (si)s В 23 К 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/ !

Л

1б

У

1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4763612/08 (22) 30.11,89 (46) 30;03.92. Бюл.)в12 (71) Научно-исследовательский институт . технологии машиностроения (72) В.О.Токарев, В.П.Морочко, О.M.Íîâèков, А.В.Гудков. Ю.Н.Чудинов, В.И.Иосилович и Н.И;Созонович (53) 621.791,72 (088.8) (56) Патент США М 4124801, кл. 212-121, 1979.

Заявка Японии М 56-165574, кл. 12 В 11 (В 23 К 15!00), 1981.

17

1(7

Х

zz

И (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ (57) 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

1722745

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

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 изготовлении, 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 цель 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, раздесепарацию 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. ленных 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 усеченного 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

1 откачки из внутреннего объема лучевода 4 в его крышке имеется вспомогательное Ътверстие 23.

Устройство для электронно-лучевой сварки работает следующим образом.

8 зависимости от физико-механических свойств свариваемого материала выбирают режимы сварки и расстояние от свариваемых деталей до торцовой поверхности козырька 21, 1722745

Составитель В.Токарев

Редактор М.Кобылянская Техред М.Моргентал

Корректор Н.Король

Заказ 1023 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский ком6инат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

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 АМг6 (таблица).

Режимы сварки: Оу к = 25 кВ, In = 200 MA, .

V

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.

Положительный эффект от использования устройства заключаетСя B том, что полностью устранены трудозатраты на очистку камеры от продуктов испарившегося мате5 риала, осуществлена возможность сбора испаряющихся и дорогостоящих элементов сплава, ликвидирована полностью диффузия парогазового потока в структуру свариваемого.изделия, что, в свою очередь, 10 позволяет повысить эксплуатационные характеристики иэделия за счет устранения коррозии, Oормула изобретения

15 Устройство для электронно-лучевой сварки, содержащее вакуумную Камеру, электронную пушку с лучеводом и соосную с лучеводом дополнительную камеру в виде конуса, большим основанием установлен20 ным на лучеводе,отл и чаю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности в работе пушки путем предотвращения попадания паров металла в лучевод, оно снабжено насадкой в виде усеченного конуса, обращен25 ного большим основанием к лучеводу. вставкой, выполненной из нескольких секций, разделенных одна отдругой изоляторами, и нагревателями, насадка установлена на оси дополнительной камеры, вставка ус30 тановлена соосно с насадкой, а нагреватели размещены в крайних секциях вставки, при этом-вершина усеченного конуса насадки расположена в плоскости малого основания дополнительной камеры.