АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СПЛАВОВ

AUTOMATION OF THE PROCESS OF ELECTRON-BEAM WELDING OF PARTS FROM DIFFERENT ALLOYS

Anastasiya Petrova

student, IKT, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

Russia, Krasnoyarsk

Viktoriya Sultanova

student, IKT, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

Russia, Krasnoyarsk

Rodion Menchikov

graduate student, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

Russia, Krasnoyarsk

Tatyana Oreshenko

scientific supervisor, candidate of economic sciences, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

Russia, Krasnoyarsk

АННОТАЦИЯ

В данной работе приведены пути автоматизации процесса электронно-лучевой сварки, указан метод автоматизации для процесса сварки разнородных металлов, освещены проблемы, которые решает приведенный метод автоматизации.

ABSTRACT

In this paper, ways of automating the process of electron beam welding are given, an automation method for the process of welding dissimilar metals is indicated, and problems that the above automation method solves are highlighted.

Ключевые слова: электронно-лучевая сварка, оптимизация, автоматизация, разнородные сплавы.

Keywords: electron beam welding, optimization, automation, dissimilar alloys.

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) является одним из самых высокотехнологичных методов соединения материалов, который позволяет получать изделия и детали высочайшего качества. Многие отрасли производства напрямую зависят от развития технологий сварки высококонцентрированными источниками энергии, и по мере развития техники и технологии всё больше отраслей нуждаются в обеспечении изделиями и деталями с минимальным количеством дефектов [1]. Поэтому задачи оптимизации процесса ЭЛС посредством использования систем автоматизированного управления являются одними из приоритетных в области сварки.

Принципиальная схема установки электронно-лучевой сварки представляет собой рабочую камеру с электронно-лучевой пушкой, вакуумную систему, обеспечивающую создание вакуума в камере, а также устройство управления и регистрации (Рис. 1).

Рисунок 1. Функциональная схема установки электронно-лучевой сварки с системой управления:

ЭЛП — электронно-лучевая пушка; ЮС — юстирующая система; Л — линза; ОС — отклоняющая система; БПИ — блок питания накала катода; БПС — блок питания смещения (управляющий потенциал); БПУН — блок питания ускоряющего напряжения; ЭОС — электронно-оптическая система; БПЮС — блок питания юстирующих систем; БПЛ — блок питания линзы; БПОС — блок питания отклоняющих систем; БПД — блок питания двигателей; БОСД — блок обработки сигнала с датчиков перемещения

Как правило, система управления строится по иерархическому принципу, причем управляющей системой верхнего уровня в ней является промышленный компьютер. Такое решение позволяет устанавливать дополнительные локальные регуляторы, датчики и исполнительные устройства и включать их в общую систему управления без внесения существенных изменений в ее структуру.

Рассматривая общую схему установки электронно-лучевой сварки, можно определить основные пути автоматизации данного технологического процесса. Схема данного процесса отображена на Рис. 2.

Рисунок 2. Пути автоматизации процессов электронно-лучевой сварки и обработки

В случае деталей из разнородных сплавов применим контроль магнитной индукции при сварке. Одной из главных причин отклонения электронного пучка от стыка свариваемых деталей при ЭЛС является влияние магнитных полей, искривляющих траекторию движения электронов. Одной из главных причин отклонения электронного пучка от стыка свариваемых деталей при ЭЛС является влияние магнитных полей, искривляющих траекторию движения электронов [2].

С целью применяют различные способы уменьшения их влияния. К ним относятся:

- предварительное размагничивание изделия;

- экранирование электронного пучка;

- компенсация магнитного поля в зоне обработки.

Из приведенных способов защиты электронного пучка от воздействия магнитного поля наиболее перспективным является его компенсация в зоне сварки. Cпособ защиты пучка электронов от влияния магнитного поля путем его компенсации в зоне сварки. Для этого с помощью феррозондового датчика измеряется продольная составляющая магнитного поля в пространстве между пушкой и свариваемым изделием и с помощью электромагнитных катушек осуществляется его компенсация [3]. Этот метод кладется в основу разработки системы автоматической компенсации влияния магнитных полей на положение электронного пучка при электронно-лучевой сварке изделий с остаточной намагниченностью.

Таким образом, ввиду перспективности применения технологий сварки для различных отраслей промышленности необходимая оптимизация и автоматизация должна проводится и для данной технологии. Учитывая конструкцию и технологию ЭЛС, одним из направлений автоматизации процесса сварки может стать метод компенсации магнитного поля в зоне обработки. Данный метод должен позволить устранить влияние наведенных в свариваемом изделии магнитных полей и уменьшить погрешность позиционирования электронного пучка по стыку соединения от действия магнитных полей.

Список литературы:

1. Mushtaq, S. Enhancement of analyte atomic lines with excitation energies of about 5 eV in the presence of molecular gases in analytical glow discharges [Текст] / Mushtaq S., Steers E.B., Pickering J.C., Smid P. // Journal of Analytical Atomic Spectrometry. – 2014. – № 29. – С. 2022–2026.
2. А.с. 1405977 СССР, МПК7 В 23К 15/00. Способ электронно-лучевой сварки и устройство для его осуществления / Лаптенок В.Д., Браверман В.Я., Помогалов В.Б., Баякин С.Г., Дрянных А.Д., Мурыгин А.В.. Опубл. 30.06.1988, Бюл. № 24. 5 с.
3. Гончаров А.Л., Овечников С А. Особенности формирования сварных соединений сталей разных структурных классов // МАТИ – Сварка XXI века: доклады Всероссийской научно-технической конференции; РГТУ им. К.Э. Циолковского. М.: МАТИ, 2003. С. 27–31.