Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
помощью электронной пушки. Вывод луча из области глубокого вакуума в
среду с атмосферным давлением может быть выполнен двумя способами. В
первом случае вакуумная камера отделяется от атмосферы соосно
вращающимися в разные стороны дисками. Каждый диск имеет по периферии
отверстия, при совпадении которых друг с другом и с осью пушки
электронный луч выходит в атмосферу. Пушка работает в импульсном режиме и
управляется фоточувствительным устройством. Для предотвращения попадания
воздуха в полость пушки продолжительность импульсов луча, а
следовательно, и время, в течение которого отверстия дисков находятся
одно под другим, должно быть не более 24 мкс при толщине диска 2 см.
Во втором случае для вывода луча в атмосферу используется ряд
последовательных камер с дифференциальной откачкой, соединяющихся между
собой отверстиями малого диаметра. Этот метод получил наиболее широкое
промышленное применение.
Схема электронно-лучевой установки с выводом луча в атмосферу показана на
рис. 64. В последнюю (выходную) камеру 2 под избыточным давлением
подается инертный газ, который через выходное сопло направляется в зону
сварки на изделие 1, предохраняя сопло и катод пушки от засорения парами
металла и одновременно защищая зону сварки от взаимодействия с воздухом.
Интенсивность рассеивания луча зависит от плотности газа: чем легче газ,
тем меньше рассеивание. В этом отношении применение гелия
предпочтительнее других газов, используемых при сварке. Чем выше
104
\
энергия луча (ускоряющее напряжение), тем на большем от сопла расстоянии
сохраняется высокая плотность его энергии, а следовательно, и больше
проплавление свариваемого изделия. Критическое расстояние,, при котором
луч внезапно теряет высокую удельную мощность, составляет 10 мм при
мощности пушки 2 кВт и 25 мм при мощности 6 кВт. Обычно производят сварку
при рабочем расстоянии не более 5-7 мм. В этом случае удельная мощность
луча в его фокальной плоскости может достигать величин 107 Вт/см2 [15].
Наиболее перспективный способ сварки в условиях космоса - сварка
электронным лучом. В настоящее время проводятся исследования по созданию
электронно-лучевого сварочного оборудования, пригодного для монтажа и
ремонта узлов космических станций на околоземных орбитах шЛ поверхности
Луны.
Следует отметить, что области освоенного промышленного применения
электронно-лучевой технологии не-органичиваются перечисленными, а
непрерывно расширяются по мере накопления исследовательского материала и
развития техники.
II. 6. Электронно-лучевое оборудование
Отечественная промышленность выпускает различные специализированные ЭЛУ,
предназначенные для осуществления конкретных технологических операций
сварки, размерной обработки и др. Наряду с ними освоен выпуск
универсальных ЭЛУ, из которых наиболее известна установка модели ЭЛУРО
[15]. Она предназначена для размерной обработки микроотверстий, вырезки
мелких деталей, микросварки, 'прецизионной сварки различных материалов,
обработки жаростойких сталей и сплавов, синтетического корунда, рубина,
твердых сплавов и др.
Наиболее полно широкие возможности остросфоку-сированного луча
используются для соединения (сварки).
Институтом электросварки им. Е. О. Патона AFJ УССР разработано несколько
типоразмеров установок для ЭЛС. Среди них, например, установка УЛ-110 для
ЭЛС крупногабаритных конструкций с вакуумной ка-
ios;
мерой размером 3600X3600X4000 мм. Ускоряющее напряжение 30 кВ, ток пучка
до 450 мА [20]. Электроннолучевая сварочная установка ЭЛА-60/60 мощностью
60 кВт с ускоряющим напряжением 60 КВ [21] предназначена для сварки
металлов толщиной до 200 мм.
Большие возможности электронно-лучевой технологии можно реализовать
только при условии автоматического управления процессом. Вручную с
помощью оптических приборов возможно осуществление только отдельных
технологических операций. Вследствие высокой скорости электронно-лучевых
процессов и трудностей многоразового воспроизведения их параметров при
обработке участков микронных размеров человек не в состоянии с
достаточной точностью управлять технологическими операциями. Для более
полного использования возможностей электронно-лучевой техники в последние
годы широко внедряются счетно-решающие цифровые электронные машины,
снабженные устройствами памяти.
В институте кибернетики АН УССР для управления процессом электронно-
лучевой обработки создана специализированная ЭВМ "Киев-67", годовой
экономический эффект от внедрения которой составляет 2,5 млн. руб. [22].
На рис. 65 приведена блок-схема специализированной вычислительной машины
"Киев-67" для управления сварочной электронно-лучевой установкой, в
состав которой входят: 1 - устройство для введения данных; ,2 -
устройство памяти; 3 - блок управления энергетическими параметрами
установки; 4 - блок преобразования и распределения информации; 5 - блок
формирования временных параметров; 6-блок управления обработкой; 7 - блок
отклонения луча; 8 - блок визуального и слухового контроля процесса. Весь
