Электронно-лучевая сварка

УЧЕНЫЕ ПЕРМСКОГО ПОЛИТЕХА РАЗРАБОТАЛИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ
ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ

Электронно-лучевая сварка представляет собой воздействие на металл направленным потоком энергии. Качество получаемых сварных швов зависит от качества используемого «инструмента» – электронного луча. Характеристиками луча является распределение плотности, мощности, фокусировки и геометрических размеров. Однако при настройке процесса электронно-лучевой сварки эти параметры никогда в явном виде не контролируются, что приводит к низкой воспроизводимости качества сварных соединений.

Разработанное устройство позволяет повысить точность измерения параметров электронного пучка за счет использования коллектора первичных электронов специальной формы. Он устроен таким образом, чтобы минимизировать влияние отраженных электронов. Также в конструкции устройства была использована диафрагма с набором узких и широких радиальных щелей, что позволяет выполнять дифференциальные и интегральные измерения параметров электронного пучка, а также повышает точность измерения параметров для пучков малых поперечных размеров. В итоге мы получаем функциональное и достаточно простое в изготовлении устройство, которое позволяет с высокой точностью измерять характеристики электронных пучков, — рассказывает научный сотрудник лаборатории методов создания и проектирования систем «материал-технология-конструкция» Глеб Пермяков.

Электронный пучок несколько раз сканирует щелевую диафрагму по круговой развертке, в результате регистрируется выходной сигнал, представляющий из себя серию импульсов, каждый из которых соответствует пересечению пучка одной из щелей диафрагмы. Выходной сигнал обрабатывается с применением метода синхронного накопления, который сокращает влияние случайных помех, и метода компьютерной томографии, что позволяет с высокой точностью определять реальные пространственные и энергетические характеристики электронного пучка. Применять данную методику можно для диагностики электронно-лучевых пушек или наладки процесса электронно-лучевой сварки. Также реальные параметры электронного пучка можно использовать для уменьшения возможных погрешностей при моделировании процесса сварки, — поясняет профессор кафедры сварочного производства, доктор технических наук Дмитрий Трушников.