Для контроля положения оси невидимой контактной площадки в сотовой конструкции из немагнитных материалов создана система контроля “Стык-3″, которая состоит из токових-ревого датчика, первичного преобразователя сигнала и персонального компьютера. Результаты измерений непрерывно отображаются на дисплее. В контролируемой сотовой конструкции толщина листа может достигать 2 мм, а расстояние между контактами — не менее 15 мм. Контроль и автоматическое регулирование процесса электронно-лучевой сварки. Сопровождающие электронно-лучевую сварку электромагнитное излучение и вторичная эмиссия заряженных частиц могут быть использованы для контроля и автоматического регулирования процесса сварки. Рентгеновское и световое излучения несут непосредственную информацию о состоянии поверхности сварочной ванны, а радио- и СВЧ-излучения — косвенную, усредненную информацию о поведении сварочной ванны. Практически для контроля и регулирования процесса сварки может быть использовано лишь рентгеновское излучение. Однако системы контроля и регулирования процесса электронно-лучевой сварки с использованием рентгеновских датчиков для промышленного применения пока не разработаны.
Поток вторично-эмиссионных заряженных частиц, возникающих при ионизации пара электронным пучком, имеет определенную информацию о состоянии поверхности паро-динамического канала в сварочной ванне. Для приема части потока частиц применяют обычно кольцевые металлические пластины (коллекторы) открытого типа и закрытого , устанавливаемые со-осно с электронным пучком над зоной сварки. Разделение вторичных электронов и ионов осуществляется подачей на коллектор соответственно положительного или отрицательного электрического потенциала Е— 80…200 В.
Экспериментально установлена сильная зависимость от уровня фокусировки электронного пучка мощностью до 5 кВт частоты пульсаций как ионного, так и электронного токов вторичной эмиссии. Так, при изменении фокусировки электронного пучка постоянной мощности частота пульсаций ионного тока прямо пропорциональна глубине проплавле-ния, а при изменении мощности пучка с неизменной фокусировкой или скорости сварки — обратно пропорциональна.
Автоматизированная система управления (АСУ) установками для электронно-лучевой сварки включает:
управляющий вычислительный комплекс 3 (УВК) с видеотерминалом 10 и цифро-печатающим устройством 11;
энергетический комплекс, состоящий из аппаратуры с электронно-лучевой сварочной пушкой;
электропривод 1 “Размер 2М-5″, укомплектованный асинхронными двигателями;
модули связи 4 сервопривода с управляющей ЭВМ, представляющие собой функционально законченные,логические устройства нижнею уровня управления приводами перемещения манипуляторов 8 пушки и 9 изделия;
блок 2 электроавтоматики, состоящий из панелей гальванической развязки и кроссовой, приборов 7 цифрового измерения скорости вращения электродвигателей;
пульт 5 ручного управления сервоприводом.
АСУ установки реализует последовательно следующие задачи технологического процесса электронно-лучевой сварки: подготовку, сварку, завершение. На стадии подготовки осуществляется: проверка работоспособности УВК, энергетического комплекса и электропривода; ввод с пульта видеотерминала заданных параметров режима сварки; контроль глубины вакуума в сварочной камере и пушке; совмещение электронного пучка со стыком свариваемого изделия с запоминанием реальной траектории стыка.
На стадии сварки управление процессом осуществляется выдачей уставок на локальные регуляторы по заданию оператора (в полуавтоматическом режиме работы) или по жесткой программе (в режиме “автомат”). Основными параметрами процесса являются: сила тока электронного пучка, фокусирующей линзы; амплитуда технологической развертки; скорость сварки. В процессе сварки обеспечиваются: контроль и регистрация отклонений параметров процесса выше допустимых значений; контроль и учет высоковольтных пробоев в пушке с определением координат на стыке свариваемого изделия; аварийное завершение процесса.
Оборудование (установки, машины) для плазменных процессов сварки, наплавки и резки состоит из плазменной аппаратуры и механизмов, обеспечивающих перемещение плазмотрона относительно обрабатываемого изделия. Оно может функционировать в составе автоматизированных линий (станов). Плазменные установки представляют собой комплекты из плазмотрона (плазменной горелки), источника его питания и системы управления электрическими и газовыми параметрами плазменной дуги. Установки для сварки и наплавки кроме плазменных установок обычно комплектуются механизмами подачи присадочной проволоки или (в случае наплавки) порошковыми дозаторами и механизмами колебания плазмотрона. Основные составляющие плазменной аппаратуры (плазмотрон, источник питания, система управления) при всем их многообразии имеют ряд общих схемных и конструктивных решений.
Плазмотроны для сварки, наплавки и резки металлов представляют собой сочлененные в едином корпусе изолированные друг от друга катодный и сопловой узлы. Электрический ток, охлаждающая вода, рабочий и защитный газы подводятся к плазмотрону по кабель-шланговому пакету, который стыкуется с плазмотроном либо внутри рукоятки ручной горелки, либо посредством штуцерных соединений, расположенных в верхней части механизированного плазмотрона.
В плазмотронах для сварки и наплавки в качестве рабочего и защитного газов используется в основном аргон (реже гелий), а в качестве катода — тугоплавкий, стойкий к инертной среде вольфрамовый стержень, закрепленный в цанговом зажиме или впаянный в медный водоохлаждаемый катододержатель. Плотность тока в канале сопла, условно определяемая, обычно невысока (7… 14 А/мм2 на токах 200…300 А), чем обусловлено формирование слабообжатой плазменной дуги, обеспечивающей спокойный (без выплесков) процесс сварки или наплавки.
В плазмотронах для резки в качестве рабочего газа используется в основном сжатый воздух, а в качестве материала катода — стойкий в кислородсодержащей среде циркониевый или гафниевый стержень, запрессованный в медный легкосменный катододержатель. Плотность тока в канале сопла, обусловливающая формирование жесткой интенсивно обжатой дуги с высокими режущими свойствами в плазмотронах для ручной резки составляет 25…30 А/мм2, а в плазмотронах для механизированной резки 50…60 А/мм2 на токах 200…300 А. К плазмотронам для резки предъявляют повышенные требования по точности сборки и соосности катодного и соплового узлов.
Высокие технологические показатели плазменных процессов сварки, наплавки и резки достигаются при определенной взаимосвязи между геометрией катодно-сопловой камеры плазмотрона, формирующей столб дуги, и параметрами режима работы плазмотрона (тока, расхода газа).
Источники электропитания плазмотронов для сварки и наплавки выполнены на базе сварочных выпрямителей с падающими внешними вольт-амперными характеристиками (ВАХ) с повышенным напряжением холостого хода (до 80 В). Источники питания для ручной воздушно-плазменной резки (ВПР) построены по принципу сварочных выпрямителей с падающими ВАХ, но с напряжением холостого хода до 300 В. Кремниевые вентили и трехфазные трансформаторы с повышенным рассеянием обусловливают простоту, надежность и невысокую стоимость установок, но сравнительно низкое качество резки.
Ввиду того, что процесс плазменной резки сопровождается высоким уровнем шума и га-зопылевыделением, машины для резки должны эксплуатироваться только в специально оборудованных цеховых помещениях со звукопоглощающей облицовкой стен и потолка. Для защиты от высокочастотного шума в процессе плазменной резки рабочее место сварщика вынесено в специальную кабину управления. Машины должны оснащаться вытяжной вентиляцией, отсасывающей из-под листа в зоне резки продукты сгорания и испарения. Вентиляционная система должна предусматривать систему очистки от вредных выбросов озона, оксида азота, твердых частиц. Производительность вентиляции должна быть не менее
18000 м3/ч. Основным оборудованием для микроплазменной сварки являются аппараты и установки с источниками питания и плазмотронами. В зависимости от степени механизации и условий эксплуатации в комплект оборудования могут входить: механизм подачи присадочной проволоки, вращатель, механизм продольного перемещения плазмотрона либо изделия,, технологическая оснастка для сварки различных типов соединений, автономная система охлаждения и др.
Все источники питания для микроплазменной сварки состоят из следующих основных узлов: силовой блок постоянного или переменного тока, блок дежурной дуги и устройство ее поджига. В источнике размещены элементы коммуникаций по воде и газам, элементы автоматики: гидравлические реле, электро-газоклапаны, ротаметры, контакторы и др. Установка МПУ-4 предназначена для сварки черных, цветных, легких и тугоплавких металлов и сплавов малых толщин (0,15… 1,5 мм) в зависимости от физико-химических свойств свариваемых металлов и типа шва на постоянном и импульсном токах прямой и обратной полярности. Ступенчатая регулировка силы сварочного тока осуществляется переключением катушек трехфазного сварочного трансформатора, плавная — их перемещением.
Аппарат Н-146 предназначен для сварки черных и цветных металлов, в том числе алюминия и его сплавов, толщиной менее 2,5 мм на постоянном и переменном токе. Аппарат снабжен встроенной системой охлаждения и может быть использован как в стационарных, так и в полевых условиях. Регулировка сварочного тока осуществляется перемещением подвижных катушек однофазного сварочного трансформатора.
Аппарат Н-155 предназначен для сварки переменным асимметричным током алюминия, магния и их сплавов при толщине 0,4. .2,5 мм. Безынерционное регулирование сварочного тока производится путем изменения угла открытия силовых тиристоров, раздельно включенных в цепи электрода и плаз-мообразующего сопла. Аппарат обеспечивает плавное нарастание и снижение силы сварочного тока, высокую устойчивость сварочной дуги вследствие ускоренного перехода сварочного тока через нулевое значение и инжектирования при этом в дуговой промежуток стабилизирующих импульсов напряжения.
