Лев Яковлевич Попилов
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ
И НОВЫЕ ЕЁ РАЗНОВИДНОСТИ
(Библиотечка электротехнолога)
*** 1971 ***
|
ФPAГMEHT КНИГИ (...) Сварочная пушка работает в непрерывном режиме при ускоряющем напряжении 60 кв и токе луча 35 ма. Диаметр электронного луча на свариваемой детали при максимальной мощности равен 0,6 — 0,7 мм, что соответствует удельной мощности в фокальном пятне 5-105 — 7-105 вт/см. Фокусировка луча комбинированная (электростатическая и электромагнитная). С помощью электромагнитной отклоняющей системы луч можно перемещать по изделию в пределах 0,001 — 0,002 м (1 — 2 мм). Прямонакальный катод пушки изготовлен из плоской вольфрамовой или танталовой ленты.
Источником питания является высоковольтный селеновый выпрямитель ИВ-60/4 — 1, состоящий из трехфазного вариатора напряжения, силового трансформатора, селеновых элементов, накального трансформатора и выпрямителя тока накала. Последние четыре узла смонтированы в общем баке, залитом трансформаторным маслом, которое выполняет функции изолирующей и охлаждающей среды. Вакуумная станция, включающая форва-куумный насос ВН-1, вакуумный агрегат ВА-5-4 и вакуумметр ВИТ-1 обеспечивают предельный вакуум 5-105 мм рт. ст. при времени откачки 15 — 30 мин. Скорость продольной сварки можно регулировать в пределах 0,1 — 54 м/ч, а кольцевой — от 1 до 216 м/ч. Установка Института им. Е. О. Патона типа У-101 выпускается Сумским заводом с кубической камерой; комплектуется пушкой У-146 и источником питания СП-30. Диапазон ускоряющего напряжения 10 — 25 кв, ток луча до 500 ма. В пушке гексаборидлан-тановый катод, разогреваемый коническим вольфрамовым подогревателем из проволоки диаметром 0,3 — 0,4 мм. При подаче прямоугольных импульсов модулирующего напряжения на ускоряющий электрод возможна сварка в импульсно-модулированном режиме. Пушка имеет комбинированную систему фокусировки: диаметр фокального пятна при максимальной мощности 1,2 — 1,3 мм, что соответствует удельной мощности 5-105 вт/см2. Четырехполюсная электромагнитная отклоняющая система позволяет отклонять луч во всем диапазоне ускоряющих напряжений в пределах 10 град. Импульсная электроннолучевая сварочная установка типа А-306-05 предназначена для сварки круговых, кольцевых, прямолинейных и наклонных швов изделий, выпускаемых электронной промышленностью. Установка снабжена кубической камерой, в которой устанавливаются сменные механизмы для сварки швов различной конфигурации. Большие смотровые стекла обеспечивают наблюдение за процессом сварки. Установка комплектуется высоковольтным выпрямителем типа А.852.04 и рассчитана на работу в импульсном и непрерывном режимах. Максимальное ускоряющее напряжение — 25 кв, максимальный ток луча — 200 ма. Диаметр электронного луча на свариваемой детали равен 0,5 мм, что соответствует удельной шунтирует плавкую проволоку с целью предотвращения возможных перенапряжений. Схема рис. 106, б обеспечивает большую стабильность прерывания. Она основана на использовании в качестве прерывающего элемента вспомогательного конденсатора 8 малой емкости, который заряжается до более высокого напряжения и в противоположной полярности к основному конденсатору 4. При замыкании контакта 9 разрядный ток проходит через конденсатор S, но так как емкость последнего много меньше емкости основного конденсатора 4, то скорость уменьшения тока (и поля) резко возрастает. Индуктивность 7, сравнимая с индуктивностью У, служит для предотвращения короткого замыкания конденсатора 8 конденсатором 4. Ошиновка. Вспомогательным элементом в конструкциях и схемах генераторов и установок магнитоимпульсной обработки металлов являются соединительные проводники (шины), по которым производится передача токов и напряжений между отдельными элементами. Характер выполнения этих проводников и их параметры оказывают определенное влияние на работу установок. Индуктивность ошиновки является заметной составляющей паразитной индуктивности цепей установки. Поэтому важной проблемой, возникающей при конструировании установок, является выбор соответствующих проводников, которые электрически связывают отдельные элементы разряда. Индуктивность этих проводников должна быть минимальной. Наименьшая индуктивность ошиновки может быть получена при монтаже высоковольтной стороны плоскими медными шинами, изолированными полиэтиленовой пленкой, электрическая прочность которой около 0,05 ммкв. Недостатком плоской ошиновки является невозможность изменять число подключенных конденсаторов. Поэтому в установках, где по роду работы необходимо менять величину накапливаемой энергии не только изменением напряжения, но и количеством подключаемых конденсаторов, рекомендуется для ошиновки использовать высоковольтные коаксиальные кабели. Существенную роль в уменьшении индуктивности играет способ подключения ошиновки к конденсаторам, разряднику и другим элементам схемы. При плоской ошиновке расположение монтажных шин решается конструктором, проектирующим генератор. При ошиновке коаксиаальными кабелями используются коаксиальные вводы с охватывающими контактами, аналогичные штепсельным разъемам; длина коаксиальных кабелей должна быть наименьшей. Шины в установках магнитоимпульсной обработки при разряде пропускают токи силой в сотни килоампер. При этом между ними могут возникать значительные механические усилия электродинамического происхождения. Во избежание деформаций шин между ними жестко закрепляются изолирующие вставки (текстолитовые, гетинаксовые и т. п.). Генераторы импульсного тока большой мощности целесообразно включать в высоковольтные промышленные сети, чтобы уменьшить влияние на режим сети и снизить потери в цепях питания. В генераторах большой и средней мощности целесообразно применять выпрямители на газотронах или тиратронах, допускающие регулировку выпрямленного напряжения, в том числе выпрямители от промышленных высокочастотных установок типа ЛГИЗ-ЗО, ЛГП-60, ЛГЗ-ЗО и др. В табл. 19 приведены характеристики некоторых установок. Индукторы (рабочие катушки). Индукторы являются одним из основных узлов установок, и от качества их изготовления зависит либо эффективность процесса, либо вообще возможность выполнения операции. Индуктор должен отвечать ряду требований, основными среди которых являются: обеспечение высокого коэффициента преобразования электрической энергии в работу деформации заготовки; высокая стойкость против разрушения (механическая и электрическая долговечность); конструктивная и технологическая несложность. Индуктор должен обладать оптимальной для каждого случая индуктивностью и электропроводностью, обеспечивая создание на заданном участке заготовки магнитного поля необходимой напряженности, скорости нарастания и длительности существования с наименьшим расходом электрической энергии и наименьшими затратами на изготовление. Индукторы в зависимости от назначения выполняются в виде одного витка, многовитковых катушек (соленоидов), плоской спирали и других конструкций. На рис. 107, а показана плоская одновитковая катушка (однополюсный молоток) для осуществления операций на поверхности листовой заготовки (штамповки, вырубки, чеканки и т. п.). На-правление разрядного тока показано стрелками. Магнитное поле витка создает давление по площади витка, но в центре давление отсутствует (мертвое пятно), и обработка не происходит. На рис. 107, б показана двухвитковая плоская катушка (двухполюсный молот), не имеющий мертвого пятна в центре. Он предназначен для вытяжки и вырубки. По тому же принципу изготовлена плоская многовитковая катушка (многополюсный молот) (рис. 108), предназначенная для гофрирования металлического листа. Для получения наибольшей эффективности следует применять разрядные цепи с минимальной индуктивностью. На рис. 109 показана многовитковая катушка для обжима трубчатых деталей, применяемая при формовке труб. Индуктор Заготовки 1 (рис. 118, а) поберх витка 3 внутрь Преобразователя поля 2, играющего роль матрицы. Обжатие трубчатой заготовки 4 вокруг оправки 5 (рис. 118, б) и установкой их между полюсами преобразователя поля 6, введенного внутрь витка 3. Формование (гофрирование) плоского листа (рис. 118 в) осуществляется помещением листовой заготовки 8 между матрицей Р, являющейся одновременно преобразователем поля, и плоским витком 7. На рис. 119 показана операция обжатия на изолирующей оправке, использующаяся для опрессовки различных наконечников. (Спрессовываемая труба 3 надевается поверх изолирующей оправки 1 и вместе с ней помещается внутрь катушки 2, создающей мощное магнитное поле. При магнитоимпульсном деформировании трубчатых деталей максимальный диаметр, экономично обрабатываемый в современных установках, находится в пределах 300 — 500 мм. Исключением является диаметр 1000 — 1200 мм. С увеличением диаметра сильно осложняется изготовление прочных индукторов. Минимальным диаметром обжимаемых труб для меди и цветных сплавов считают 5 — 10 мм, а для стали — выше 10 мм. При операциях раздачи труб внутренним индуктором минимальный диаметр 30 — 40 мм; при формовании по контактному способу с внутренним электродом 15 — 20 мм; при формовании притяжением (быстро уменьшающимся полем) — 5 — 10 мм. Магнитное формование материалов, электропроводность которых значительно (на 50%) ниже электропроводности меди (стали, титан) затруднена. Одним из путей облегчения обработки является помещение между индуктором и заготовкой тонкого слоя металла с высокой электропроводностью (например, медной или алюминиевой фольги), так называемого спутника. Однако технологичность этого приема недостаточно высока, и он применим ограниченно. |
