Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
в процессе работы ввиду изменения ускоряющего напряжения при отсутствии
94
Рис. 57
Л
блока стабилизации, изменения температуры или эмиссионных свойств катода.
На рис. 57 приведена структурная схема стабилизатора тока,
поддерживающего заданное значение тока луча на изделии или тока на
коллекторе, расположенном под изделием [15].
Разностный сигнал схемы сравнения после преобразования и усиления
управляет потенциалом запирания электронной пушки, устраняя
рассогласование. Ток пучка, непосредственно замыкающийся на изделии,
измеряется по напряжению на сопротивлении, включенном в цепь изделие -
земля. При этом изделие изолируется от корпуса вакуумной камеры. На
изделие подается небольшой относительно земли потенциал (до 100 В),
который позволяет исключить влияние на точность измерений вторичной
электронной эмиссии с поверхности изделия, вызываемой процессом
обработки.
95
fs г\_л_я^-о
I H_A_AJ~<W'
тЧ Л
P и с. 58
При полном проплавлении металла (при размерной обработке) и возможности
разместить под обрабатываемой деталью электрод-коллектор попадающие на
него электроны создадут ток в цепи коллектор - земля. Величина этого тока
зависит от режима обработки и влияет на технологические параметры
процесса обработки.
В некоторых ЭЛУ стабилизация тока пучка осуществляется за счет
регулирования тока накала или тока эмиссии катодной пушки. С этой целью в
катодную цепь последовательно включается магнитный усилитель, цепи
управления которым аналогичны описанным выше.
Для питания катодных цепей установок средней и большой мощности
применяется двенадцатифазный каскадный компенсационный преобразователь
(рис. 58) [16]. Он состоит из единого пятиобмоточного трехфазного
трансформатора, вторичные обмотки которого соединены в прямую и обратную
звезду и прямой и обратный треугольник, а также из четырех выпрями-
96
тельных мостов на тиристорах, что позволяет ре-
гулировать напряжение на выходе от нуля до номинального.
П.
у
ХГ
С целью сглаживания пульсаций напряжения, Рис. 59
особенно в тех случаях,
когда коэффициент пульсаций не должен превышать 0,1%, используются
активные фильтры компенсационного типа (рис. 59) [17]. Фильтрующий эффект
достигается последовательным включением между преобразователем В и
нагрузкой компенсирующей ЭДС, с помощью которой осуществляется
уравновешивание гармоник пульсационной ЭДС в заданной полосе частот.
Компенсирующая ЭДС вводится через разделительный трансформатор Тр от
усилителя переменного тока. Усилитель управляется переменным напряжением,
снимаемым с нагрузки.
Модуляция тока электронного луча. Модуляция луча по амплитуде тока
первоначально использовалась только при размерной обработке материалов,
так как при этом удается значительно уменьшить общее термическое
воздействие луча на металл и резко сократить размеры зоны термического
влияния за счет преимущественного расхода тепла на испарение металла по
сравнению с потерями на теплопроводность. При этом средняя за период
мощность пучка остается постоянной, хотя выделение тепла происходит за
время, значительно меньшее времени паузы. На рис. 60, а показана зона
термического влияния при обработке импульсами больших длительностей, на
рис. 60, б - при обработке короткими импульсами.
j
Рис. 60
Рис. 61
7 Н. В. Могорян
97
Современные ЭЛУ для размерной обработки снабжены генераторами импульсов с
плавным регулированием частоты от 0 до 5 кГц и длительности импульсов от
2 мкс до 0,01 с. Импульсный подвод мощности позволяет уменьшить общий
разогрев изделия и размеры зоны термического влияния и при электронно-
лучевой сварке [18].
II. 4. Вакуумные системы ЭЛУ
Для обработки электронным лучом в рабочей камере установки с помощью
системы вакуумных насосов создается вакуум до 10~7 мм рт. ст. Как
правило, система обеспечения вакуума состоит из двух и более вакуумных
ступеней, на которые приходится 50% и более потребляемой установкой
электрической энергии [4].
На первой ступени воздух откачивается форвакуум-ными насосами типа ВН-4Г,
ВН-6Г и др. Кроме фор-вакуумных применяются бустерные механические и
паромасляные насосы. Отечественная промышленность выпускает бустерные
насосы ДВН-1500, ДВН-5000 и другие с быстротой откачки до 5000 л/с.
В рабочей камере бустерного насоса (рис. 61) располагаются два длинных
ротора, сечение которых напоминает цифру 8, вращающихся навстречу друг
другу. Лопасти роторов при вращении не соприкасаются друг с другом и со
стенками кожуха. Между ними сохраняется зазор порядка десятых долей
миллиметра. Отсутствие трения между движущимися деталями позволяет
применять большие скорости вращения роторов (до 3000 об/мин) без
внутренней смазки. Бустерные насосы могут обеспечить вакуум порядка 10г~5
мм рт. ст.
В случаях, когда необходимо остаточное давление порядка 10~7 мм рт. ст.,
используются высоковакуумные диффузионные или сорбционно-ионные насосы,
принцип действия которых основан на поглощении газов слоем титана,
