Повышение точности позиционирования по стыку соединения деталей с остаточной намагниченностью при электронно-лучевой сварке

Влияние остаточной намагниченности свариваемых деталей на точность позиционирования электронного пучка по стыку соединения является сложной научно-технической проблемой по достижению высокого качества сварных соединений в аэрокосмической отрасли, судостроении и энергетике. В результате анализа магнитных полей остаточной намагниченности получены математическая модель их распределения в пространстве «электронно-лучевая пушка - свариваемое изделие» и количественные характеристики отклонений пучка электронов от стыка соединения. Для получения математической модели используется известный в литературе метод представления остаточной намагниченности в виде эквивалентного поля проводника с током. Адекватность моделирования проверена сравнительной оценкой экспериментальных и расчетных данных. Предложены метод и функциональная схема системы автоматической компенсации влияния магнитных полей на точность позиционирования электронного пучка по стыку соединения при электронно-лучевой сварке. Для контроля отклонения пучка от оптической оси электронно-лучевой пушки используется коллимированный рентгеновский датчик, размещенный на электронно-лучевой пушке, коллимационная щель которого наведена на оптическую ось пушки. Информация рентгеновского датчика обрабатывается по методу синхронного детектирования с частотным выделением сигналов первой и второй гармоник частоты сканирования электронного пучка поперек стыка соединения. Для этого используется технологическое сканирование электронного пучка поперек и вдоль стыка соединения, позволяющее помимо обеспечения измерения отклонения пучка электронов расширить возможности повышения качества сварки за счет управления распределением энергии по пятну нагрева. Автоматическая компенсация действия магнитных полей остаточной намагниченности свариваемого изделия позволяет уменьшить погрешность позиционирования электронного пучка по стыку соединения в корне шва в 20-30 раз.