В ИЭС им. Е. О. Патона разработан прибор для стабилизации уровня фокусировки электронного пучка при сварке металлов толщиной менее 30 мм (в комплекте с коллектором ионов ОЛ139). Прибор предназначен для работы вместе с энергоблоком (30 кВ); также возможно его использование с энергоблоками ЭЛА. В состав прибора входит источник тока фокусирующей линзы сварочной пушки и имитатор сигналов ионного тока. Прибор имеет два основных режима работы — ручной и автоматический. В ручном режиме оператор устанавливает силу тока фокусирующей линзы пушки и в процессе сварки контролирует уровень фокусировки электронного пучка по частоте ионного тока. В автоматическом режиме в процессе сварки фокусировка пучка автоматически поддерживается на заданном уровне. При этом компенсируются нарушения уровня фокусировки пучка относительно поверхности свариваемого изделия, вызванные изменением расстояния между сварочной пушкой и изделием, износом катода пушки, нестабильностью электрических параметров энергоблока (например, ускоряющего напряжения) и др.
Контроль положения фокуса электронного пучка. В Институте электросварки им. Е. О. Патона разработан новый метод непосредственного определения положения фокуса тонкого аксиально-симметричного электронного пучка высокой мощности. Метод является модификацией известного метода прямого края пластины и обеспечивает высокую точность контроля и большую долговечность датчика при мощности электронного пучка менее 100 кВт. На основе этого метода контроля создано устройство “Дельта-1″, состоящее из датчика и электронного блока Датчик располагается в вакуумной камере на расстоянии 20…40 мм от оси электронного пучка. Устройство измеряет диаметр электронного пучка при импульсном его отклонении на датчик. Минимальный диаметр электронного пучка соответствует его фокусировке на уровне датчика. Контроль диаметра электронного пучка можно осуществлять и во время технологического процесса (сварка, резка, наплавка, обработка) без нарушения его качества.
В качестве примера специализированной установки для плазменной сварки можно привести трубосварочный стан, созданный для производства сварных прямошовных особо тонкостенных труб из коррозионно-стойкой стали. Техническая характеристика
стана приведена ниже. Основа стана — трубосварочный автомат, состоящий из формирующего устройства, сварочной камеры с размещенной в ней плазменной горелкой и тянущего устройства. В состав стана также входят бухторазматыватель ленты и бухтонаматыватель сваренной трубы. Установки для плазменной наплавки в зависимости от объема производства наплавляемых деталей, требований к уровню автоматизации технологического процесса и других факторов могут быть выполнены как универсальные (позволяющие наплавлять детали разной формы), так и как специализированные, предназначенные для наплавки деталей одного типа: клапанов двигателей внутреннего сгорания, дисков и седел трубопроводной арматуры, соединительных элементов бурильных труб и др. Для плазменной наплавки порошками наибольшее распространение получили универсальные установки УПН и УПНС. Они имеют производительность наплавки 5…6 кг/ч. Установка имеет поворотную колонну с направляющей балкой, подвесную самоходную головку и манипулятор изделия. Установка комплектуется сменными плазмотронами для наплавки постоянным током прямой или обратной полярности. Номинальная грузоподъемность манипулятора 500 кг, максимальный диаметр изделия, закрепляемого на планшайбе манипулятора 1500 мм.
Установка 06-2 предназначена для наплавки наружных цилиндрических поверхностей диаметром менее 400 мм и длиной до 800 мм, торцовых поверхностей дисков диаметром менее 350 мм и толщиной 300 мм, плоских поверхностей деталей максимальных размеров 800 х 500 х 400 мм. Установка может быть использована для наплавки конических и фасонных деталей. В состав установки входят механизм перемещения плазмотрона и манипулятор обрабатываемого изделия. Установка предназначена для ручной плазменной наплавки и сварки постоянным током прямой и обратной полярности. В ряде случаев может быть использована для аргоно-дуговой сварки. Она имеет стрелу с балансиром, облегчающую работу сварщика и расширяющую радиус действия установки, водяное охлаждение плазмотрона.
