CC BY
16
Секция
«СВАРКА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И РОДСТВЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»
УДК 621.791.722
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ АППАРАТУРА ЭЛА 30/15
*
Р. О. Атакишиев , Д. Б. Дзюба, Г. Ю. Юрьева Научный руководитель - В. В. Богданов
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31
E-mail: atakruslan@mail.ru
Рассмотрена электронно-лучевая аппаратура.
Ключевые слова: сварка; электронно-лучевая аппаратура.
ELECTRON BEAM EQUIPMENT ELA 30/15
R. O. Atakishiev*, D. B. Dzuba, G. Y. Yurieva Scientific Supervisor-V. V. Bogdanov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
*E-mail: atakruslan@mail.ru
Electron-beam equipment is considered.
Keywords: welding; electron beam equipment.
Электронно-лучевая сварка широко применяется как в общем, так и в аэрокосмическом машиностроении для изготовления изделий из специальных сплавов на основе титана и алюминия. Для электронно-лучевой сварки изделий ракетно-космической техники в настоящее время создано большое количество специализированных установок. Такие установки включают в себя полный комплект аппаратуры, устройств и приборов, необходимых для выполнения всех видов сварных швов: кольцевых, круговых, продольных.
Установки для электронно-лучевой сварки состоят из двух основных комплексов -электромеханического и энергетического. К энергетическому комплексу относится аппаратура, предназначенная для формирования электронного пучка с заданными энергетическими и геометрическими параметрами и управления этим параметрами, а также позиционирование пучка относительно свариваемого стыка [1].
В СибГУ им. М.Ф. Решетнева совместно с ООО «ИТС-Сибирь» разработан и изготовлен энергокомплекс с инверторным источником питания ЭЛА 30/15 для установок электроннолучевой сварки.
Энергокомплекс состоит из электронно-лучевой пушки (ЭЛП) с косвенным подогревом катода и энергоблока. В состав энергоблока входят следующие системы: источник высокого напряжения инверторного типа; блок формирования пучка; система автоматического слежения за стыком; система контроля величины проплавления по току коллектора; система
Секция «Сварка летательных аппаратов и родственные технологии»
развертки электронного луча; система микропроцессорного управления; система видеонаблюдения.
Система управления энергокомплексом обеспечивает следующие режимы работы: автоматическое управление - запуск процесса сварки одной кнопкой и следование заранее заданным параметрам сварки технологической карты либо системе автоматического наведения на стык; ручное управление - для настройки и проверки работоспособности ЭЛП и выполнения сварки в «ручном» режиме; задание величины тока бомбардировки катода; задание величины тока сварки; - задание величины тока фокусировки; статическое отклонение электронного луча по осям X и У; включение и выключение развёртки электронного луча по осям X и У с программно заданными параметрами развёртки; экстренное отключение энергокомплекса при аварийной ситуации.
Технические характеристики энергоблока
Наименование параметра Значение
Ускоряющее напряжение, кВ до 30
Максимальная мощность луча, кВт 15
Диапазон изменения тока электронного пучка, мА 1 - 500
Ток фокусировки, мА до 1000
Угол отклонения электронного луча, град. до ±7
Частота осцилляции пучка, Гц 1-1000
Потребляемая мощность, кВт до 17,5 кВт
Напряжение питание, В 3ф 380 ± 5 %, 50±2 Гц с нейтральным проводником
Вес, кг не более 200
Нестабильность ускоряющего напряжения, % не более 0,5
Пульсации ускоряющего напряжения, В не более 100
Нестабильность тока пучка, мА не более 1
Нестабильность тока фокусировки, % не более 0,1
Расход охлаждающей жидкости, л/мин 10
Технические характеристики ЭЛП
Наименование параметра Значение
Расположение ЭЛП внутреннее, наружнее
Тип ЭЛП трехэлектродная
Источник электронов катод с косвенным подогревом
Вид катода таблетка 0 4,7мм
Материал катода гексаборид лантана (ЬаВ6)
Ускоряющее напряжение, кВ до 30
Управляющее напряжение, кВ до 5
Максимальная мощность пучка, кВт до 15
Ток накала спирали подогрева катода, А до 8
Сопротивление электромагнитной катушки фокусировки, Ом до 30
Ток фокусирующей линзы, мА до 1000
Угол отклонения по осям X и У, град. ±7
Расход охлаждающей жидкости, л/мин 5
Рабочее расстояние от среза ЭЛП до изделия, мм 100-400
Система автоматического слежения за стыком обеспечивает точное (±0,1 мм) совмещение луча со стыком, а также обеспечивает автоматическую корректировку траектории луча при отклонении его от стыка.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2020. Том 1
Наблюдение за процессом сварки обеспечивается через отдельный монитор системы видеонаблюдения с помощью видеокамеры.
Дистанционный пульт управления обеспечивает управление током луча, током фокусировки луча и углом отклонения луча по осям X, У. Имеет кнопку аварийного отключения.
Структурная схема энергокомплекса ЭЛА 30/15 приведена на рисунке.
Структурная схема энергокомплекса ЭЛА 30/15
Источник высокого напряжения (ИВН) обеспечивает стабилизированное напряжение до 30 кВ, с током до 0,5 А. Блок формирования пучка (БФП) обеспечивает все остальные напряжения, необходимые для работы ЭЛЛ. ЭЛП подключается к БФП при помощи высоковольтного (ВК) и низковольтного (НК) кабелей. На БФП подается высоковольтное напряжение от ИВН (кабель ВК). Управление работой ИВН и БФП осуществляется через управляющий компьютер.
Источник высокого напряжения служит для преобразования напряжения сети в высоковольтное напряжение. Обеспечивает плавное регулирование в широком диапазоне высоковольтного (ускоряющего) напряжения, его стабилизацию в заданных пределах, ограничение тока электронного пучка при пробое межэлектродного промежутка в сварочной пушке и безопасность в работе.
Блок формирования пучка предназначен для электропитания электронной пушки с термокатодом косвенного накала.
Библиографические ссылки
1. Назаренко O.K., Кайдалов A.A. и др. Электронно-лучевая сварка под ред. академика Б.Е. Патона. Киев. Наукова Думка. 1987 г.
2. Назаренко O.K. - Схемотехника управления током сварочного пучка электронов/ Киев: Институт электросварки им. Е.О. Патона HAH Украины, 2013. - 56 стр.
3. Электронно-лучевая сварка/ Назаренко O.K., Кайдалов A.A., Ковбасенко С.Н. и др.; Под ред. Б.Е. Патона. - Киев: Наук. думка, 1987. - 256 с.
© Атакишиев Р. О., Дзюба Д. Б., Юрьева Г. Ю., 2020
