HU176342B

HU176342B - Method and apparatus for quick starting the scraping carried out by thermochemical process

Info

Publication number: HU176342B
Application number: HU77UI260A
Authority: HU
Inventors: Stephen A Engel; Ronald E Fuhrhop
Original assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1976-05-10
Filing date: 1977-05-09
Publication date: 1981-01-28
Also published as: AR214633A1; BR7703009A; JPS534750A; DE2720793A1; YU191282A; EG12560A; NZ184042A; ES465085A1; PT66528A; DE2720793C3; DE2720793B2; FR2350914A1; ES465084A1; SE7704934L; DK202277A; PT66528B; NO771619L; IN149046B; SE433576B; LU77297A1

Abstract

Laser is used in conjunction with high-intensity oxygen jet to make instantaneous thermochemical start on the surface of workpiece. Alternate embodiment does not require use of high-intensity jet. Both embodiments can make flying starts use of piece, and machine in relative motion.

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés termőkémiai úton végzett hántolás gyors beindításra.The present invention relates to a method and apparatus for rapid start-up of thermochemical husking.

Fém munkadarabok teljes felületének vagy a felület egy részének eltávolítására mechanikus eljárásokat is alkalmaznak. A művelet célja általában a felület letisztítása, illetve a hibás felületi részek eltávolítása.Mechanical methods are also used to remove all or part of the surface of metal workpieces. The purpose of this operation is usually to clean the surface or remove defective surface parts.

Ismeretes, hogy a termokémiai hántolás során először a fém munkadarabot melegítik olyan hőmérsékletre, amelyen a felületi réteg megolvad vagy elég. Az előmelegítést rendszerint egy viszonylag kis felületre irányított lánggal végzik, majd nagy sebességű irányított oxigénárammal terhelik a megolvadt fémrészt. A nagysebességgel áramló oxigénsugár két feladatot lát el. Először is termokémiai reakcióba lép a fémmel, másrészt pedig maga előtt tereli a megolvadt fémet, lehetővé téve ezzel újabb, friss felület reakcióba lépését.It is known that during thermochemical peeling, the metal workpiece is first heated to a temperature at which the surface layer melts or burns. Preheating is usually performed with a flame directed at a relatively small surface, and is then charged with a high velocity stream of oxygen to the molten metal. High-velocity oxygen jets do two things. First, it reacts thermochemically with the metal and, secondly, deflects the molten metal, allowing it to react with a fresh surface.

Ilyen megoldásokat ismertetnek például a 128 182, 128 984 és 171 063 sz. magyar, valamint a 3 658 599 sz. USA szabadalmi leírások.Such solutions are described, for example, in U.S. Patent Nos. 128,182, 128,984, and 171,063. Hungarian and 3,658,599. U.S. Patents.

A termokémiai hántolás során alkalmazott, viszonylag hosszadalmas előmelegítés kiküszöbölésére már számos kísérletet tettek. Á kézilánggal végzett termokémiai hántolásnál fémiudat alkalmaznak, hogy a műveletet gyorsabban lehessen beindítani. Ilyen megoldást ismertet például a 2 205 890 sz. USA szabadalmi leírás. A berendezéssel a műveletet végző személy ügyességétől függ, hogy milyen egyenletesen tudja a hántoló oxigénáramot vezetni, valamint, hogy milyen szögben tartja a fúvókát és az előbb említett előmelegítő rudat. A munkadarab a művelet során rögzítve van, és a berendezést mozgatja a kezelő a munkadarab mentén. Ugyan5 csak rögzített munkadarabon végzett termokémiai hántolást ismertet a 2 309 096 sz. USA szabadalmi leírás. Ennél a megoldásnál az eljárás gépesítve van, és a beindítás gyorsaságát fémhuzal alkalmazásával fokozzák.Many attempts have been made to eliminate the relatively lengthy preheating used in thermochemical peeling. For thermochemical peeling with a hand flame, a metal rod is used to start the operation faster. Such a solution is described, for example, in U.S. Patent No. 2,205,890. U.S. Pat. The device depends on the skill of the person performing the operation, how evenly it can conduct the scavenging oxygen flow, and the angle at which the nozzle and the aforementioned preheating rod are held. The workpiece is secured during the operation and the machine is moved by the operator along the workpiece. No. 5,309,096 discloses thermochemical peeling only on fixed workpieces. U.S. Pat. In this solution, the process is mechanized and the speed of start-up is enhanced by the use of a metal wire.

Nyilvánvaló, hogy a fenti megoldásoknál a művelet beindítása csak az előmelegítés elvégzése után lehetséges. Ismeretesek azonban olyan berendezések is, amelyekkel a gyors beindítás megoldható. Gyors beindításon (flying start) a termokémiai reakció 15 olyan azonnali beindítását értjük, amely lehetővé teszi, hogy a hántolási művelethez szükséges sebességgel mozgó munkadarabon a termokémiai reakció gyakorlatilag késedelem nélkül beindítható. A termokémiai hántoláshoz szükséges sebesség 20 6—45 m/perc. A megadott sebességtartomány alsó része a hideg munkadarabokon végzett, fölső tartománya pedig a meleg munkadarabokon végzett termokémiai hántolásra vonatkozik. Ilyen gyors beindításra alkalmas eljárást ismertet a 3 216 876 sz.Obviously, in the above solutions, the operation can only be started after preheating. However, there are also known devices for rapid start-up. Flying start refers to the immediate initiation of a thermochemical reaction which allows a workpiece moving at the speed required for the peeling operation to start the thermochemical reaction virtually without delay. The speed required for thermochemical peeling is 20-45 m / min. The lower part of the specified speed range refers to thermochemical peeling on cold work pieces and the upper part to the hot work part. Such a fast start procedure is described in U.S. Patent No. 3,216,876.

USA szabadalmi leírás. Az indítást fedőpor alkalmazásával oldják meg. Ugyancsak gyón beindítás lehetséges a 2 513 425 és a 3 658 599 számú USA szabadalmi leírásokban ismertetett megoldások segítségével. Ezeknél a gyors indítást fűtött elektróda segítőével végzik.U.S. Pat. The start-up is solved by using a powder coating. It is also possible to make a confessional start using the solutions described in U.S. Patent Nos. 2,513,425 and 3,658,599. In these cases, the quick start is performed with the aid of a heated electrode.

A fedőporral tr.ee t gyors indítás hátránya, hogy a port szalljirö i rendezés igen megbízhatatlan, minthogy igen nagy igénybevételnek van kitéve és rendkívül gyorsan elkopik. Ezen túlmenően az alkalmazott fémpor meglehetősen drága, így ez a 5 megoldás nem kielégítő.The disadvantage of a quick start with trowder dust is that port sorting is very unreliable as it is very heavy-handed and very weary. In addition, the metal powder used is quite expensive, so this solution 5 is not satisfactory.

A villamos energiával végzett indítások viszonylag bonyolult megoldások és több problémát vetnek fel. Azoknál az eljárásoknál, ahol az indítás villamos ívvel történik, a munkadarab részét alkotja 10 egy villamos áramkörnek, és ebben az esetben villamos kontaktust kell biztosítani a mozgó munkadarabon. Ha az indítást villamos ív segítségével úgy végezzük, hogy a munkadarab nem vesz részt az ívképzésben, akkor viszont az ívet húzó elekt- 15 ródákat rendkívül közel kell elhelyezni a munkadarab felületéhez, hogy elegendő hőt tudjunk biztosítani a munkadarab felületén levő anyag égési hőmérsékletre hevítéséhez. Ez a megoldás már azért is hátrányos, mert nehéz biztosítani az elekt- 20 ródarendszer számára a megfelelő helyet, és ezenkívül a hántolás során fellépő fröcskölés az ívet tönkreteheti.Starting with electricity is a relatively complex solution and presents many problems. In processes where the start is by electric arc, the workpiece is part of an electrical circuit 10, in which case electrical contact must be provided on the moving workpiece. If starting with an electric arc is performed without the workpiece being involved in arc formation, however, the arc-drawing electrodes must be placed extremely close to the workpiece surface to provide sufficient heat to heat the material on the workpiece surface to the combustion temperature. This solution is already disadvantageous because it is difficult to provide the electrode system with the proper location and, furthermore, splashing during the peeling process can damage the arc.

Újabb megoldásokat ismertetnek a 3 966 503 és 3 991 985 számú USA szabadalmak. Ezeknél a 25 megoldásoknál a gyors indítást úgy végzik el, hogy a hántolás kiindulópontjához felhevített huzalt érintenek, és a huzalt égési hőmérsékletére hevítik a hántolófejből kiáramló sugárral, vagy más külső hőforrással. Ez a megoldás jól alkalmazható olyan 3Q esetekben is, ahol egy adott felületen több különálló helyen kell hántolást végezni, ehhez azonban több huzaladagoló egységet és ezekhez tartozó hántolóegységeket kell alkalmazni.Newer solutions are disclosed in U.S. Patents 3,966,503 and 3,991,985. In these embodiments, the quick start is accomplished by touching a wire heated to the peeling starting point and heating the wire to the combustion temperature with a jet from the peeling head or other external heat source. This solution is also well suited for 3Q cases where a number of separate peeling sites are required on a given surface, but this requires the use of multiple wire feed units and associated peel units.

A termokémiai úton végzett hántolási művelet j₅gyors beindításához tehát mindezideig valamely járulékos anyagot kellett felhasználni, például fedőport vagy indítóhuzalt, és ezek segítségével lehetett a munkadarabon az égési hőmérsékletet létrehozni.The stripping operation is carried out thermochemically j ₅ quick start-up, therefore, hitherto necessary to use an additional material, such as flux or starter cable, and they could use to create the firing temperature on the workpiece.

A jelen találmánnyal olyan olcsó és megbízható megoldás kialakítása a célunk, amely lehetővé teszi mozgó munkadarabon végzett elektrokémiai hántolás azonnali beindítását és sima hántolt felület kialakítását járulékos anyag, például fedőpor vagy indítóhuzal, illetve villamos ív alkalmazása nélkül.The object of the present invention is to provide an inexpensive and reliable solution that enables the electrochemical peeling of a moving workpiece to be started immediately and a smooth peeled surface to be formed without the use of additional material, such as a cover powder or a starter wire or electric arc.

A találmány szerinti megoldással még az is célunk volt, hogy lehetővé tegyük több fúvóka alkalmazásával a munkadarabon különböző helyeken levő hibás felületek egyidejű eltávolítását anélkül, hogy a mozgó berendezés sebességét üzemelés ₅θ közben változtatni kelljen.It was also an object of the present invention to enable the use of multiple nozzles to simultaneously remove defective surfaces in different parts of the workpiece without having to change the speed of the moving device during operation ₅ θ.

A kitűzött feladatot a találmány szerinti eljárással úgy oldjuk meg, hogy a hántolandó munkadarabnak azon pontjára, ahol a termokémiai reakciót kívánjuk beindítani, nagy intenzitású oxigénsugarat irányítunk és fémfürdőt alakítunk ki a pont környezetében. A munkadarabnak és a hántoló egységnek egymáshoz viszonyított elmozdulásával egyidejűleg vagy azt követően a kiválasztott pontot úgy hevítjük gyúlási hőmérsékletre, hogy a felületére lézersugarat bocsátunk. Amikor a fémfürdő a kívánt szélességet elérte, a nagy intenzitású oxigénsugarat kikapcsoljuk és a hántolási műveletet a szokásos módon a hántoló oxigénsugár segítségével végezzük. «The object of the present invention is to provide a high-intensity oxygen beam at a point in the workpiece to be shelled where a thermochemical reaction is to be initiated and to form a metal bath around the point. Simultaneously with or after the relative movement of the workpiece and the debarking unit, the selected point is heated to an ignition temperature by applying a laser beam to its surface. When the metal bath has reached the desired width, the high intensity oxygen jet is turned off and the peeling operation is carried out in the usual manner with the peeling oxygen jet. «

Az eljárás úgy is elvégezhető, hogy a termokémiai reakciót nagy intenzitású oxigénsugár nélkül indítjuk be. Ez esetben a munkadarab és a hántoló oxigénsugarat kibocsátó hántoló egység közötti viszonylagos elmozdulás beindításával egyidejűleg legalább egy lézersugarat irányítunk a munkadarab azon részére, ahol a termokémiai reakciót kívánjuk beindítani és a lézersugárral vagy lézersugarakkal a mozgás irányára merőleges sávban több pontot hevítünk gyúlási hőmérsékletre. A hántoló oxigénsugarat a megolvasztott sávra irányítjuk és a hántolást a sáv teljes szélességében kezdjük el. Ha a hántolási sávot egyetlen lézer segítségével alakítjuk ki, a sávot a lézer mozgatásával hozzuk létre.The process may also be carried out by starting the thermochemical reaction without a high-intensity jet of oxygen. In this case, at least one laser beam is simultaneously directed to the part of the workpiece where the thermochemical reaction is to be initiated and a band perpendicular to the direction of movement is directed at the laser beam or laser beams by initiating a relative displacement between the workpiece and the scavenging oxygen jet scavenger. The peeling oxygen beam is directed to the molten band and the peeling begins over the full width of the band. If the peeling band is formed by a single laser, the band is created by moving the laser.

A találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmazott berendezés legalább egy lézenei van ellátva és ha az indítást nagy intenzitású oxigénsugár segítségével végezzük, a hántoló egységgel szemben a munkadarab felületével hegyesszöget bezáró oxigén fúvócső van elhelyezve.The apparatus used to carry out the method of the present invention is provided with at least one laser and, when actuated by a high-intensity oxygen jet, an oxygen nozzle is positioned at an acute angle to the workpiece surface.

A berendezésben alkalmazott lézer lehet folyamatos üzemű vagy impulzus lézer. A lézersugár mozgatását mechanikus vagy optikai úton lehet biztosítani.The laser used in the apparatus may be a continuous or pulsed laser. The movement of the laser beam can be achieved by mechanical or optical means.

A jelen találmány alapja tehát az a felismerés, hogy nagy intenzitású lézersugarat a hántolandó fém munkadarab felületének rendkívül kis részére fókuszálva és előnyösen ezt a kis felületrészt előzőleg oxigénsugárral bombázva olyan termokémiai reakció jön létre, amely a kis felületrész megolvadását eredményezi, és ez a megolvadt felület kiterjeszthető egy 5—25 cm-es szélességű sávra.The present invention is thus based on the discovery that by focusing a high intensity laser beam on a very small part of the surface of the metal workpiece to be scraped, and preferably by bombarding this small surface with an oxygen beam, a thermochemical reaction results in melting of the small surface area. on a band 5 to 25 cm wide.

Hangsúlyozni kívánjuk, hogy lézersugárnak fémek megmunkálásához történő felhasználása már régóta ismert. Elteijedten alkalmaznak lézerfejeket fémek vágásához és olykor egyéb megmunkáláshoz is. Hyen megoldások találhatók például az 1 215 713 és 1 437 237 számú angol, a 3 941 973 számú USA vagy a 124 775 számú NDK szabadalmi leírásban. Ezek a szabadalmak lényegében a lézersugarak előállítási módjára, illetve a lézerfejek konstrukciójára vonatkoznak. Ebben a vonatkozásban találmányunk nem különbözik a hagyományosan alkalmazott lézerektől. Ugyanakkor azonban a lézersugár alkalmazása a termokémiai hántolás, illetve oxigéngyalulás gyors beindítására, tehát nem magára a megmunkálásra, hanem a gyors felmelegítésre mindenképpen új és a technika jelenlegi állása erre való utalást sehol nem tartalmaz.It is to be emphasized that the use of laser beam for metal processing has long been known. Laser heads are also used extensively for cutting metals and sometimes for other machining purposes. Such solutions are found, for example, in British Patent Nos. 1,215,713 and 1,437,237, U.S. Patent 3,941,973, and NDK 124,775. These patents relate essentially to the manner in which the laser beams are produced and the construction of the laser heads. In this regard, the present invention is no different from conventional lasers. At the same time, however, the use of a laser beam to rapidly initiate thermochemical peeling or oxygen milling, ie not for machining itself but for rapid heating, is by no means new and the present state of the art makes no reference to this.

Ismert tény, hogy a lézersugarat rendkívül kis helyre (0,1—1 mm átmérő, 1—0,1 mm mélység) lehet koncentrálni, és ekkor az adott felület megolvasztható. Az a tény azonban már igen meglepő, hogy a lézersugár által megolvasztott kis felületű fém nagy intenzitású oxigén sugárral termokémiai hántolás beindítására alkalmas fémfürdővé szélesíthető. Az eddigi ismeretek alapján ilyen esetekben az várható, hogy a nagy intenzitású oxigén sugár a rendkívül kis mennyiségű olvadt fémet elfújja, mielőtt bármilyen termokémiai reakció beindulhatna. Az is félő volt ilyen esetekben, hogy a nagy intenzitású oxigén sugár a felületet gyorsan lehűti és ezzel megakadályozza a termokémiai reakció beindulását.It is known that the laser beam can be concentrated in a very small space (0.1-1 mm in diameter, 1-0.1 mm in depth), whereupon the surface can be melted. However, it is already very surprising that the small metal melted by the laser beam can be expanded into a metal bath capable of initiating thermochemical peeling with a high-intensity oxygen beam. Based on prior art, in such cases, it is expected that the high-intensity oxygen beam will blow out extremely small amounts of molten metal before any thermochemical reaction can occur. It was also feared in these cases that the high-intensity oxygen jet would cool the surface rapidly and prevent the thermochemical reaction from starting.

.6.6

A lézereknek általában két típusát használják, ezek a folyamatos üzemű lézerek, és az impulzuslézerek. Az impulzuslézerek, amint az a nevükben is szerepel, igen rövid energialökések formájában bocsátják ki a sugárzást. Minthogy a találmány tárgyát képező eljárás során a gyors indítás szakaszosan történik, erre a célra különösen előnyösek az impulzuslézerek. Ugyanakkor azonban megjegyezzük, hogy folyamatosan működő lézerek is felhasználhatók termokémiai úton végzett hántolás gyors beindítására, ha a folyamatosan kibocsátott sugarat megfelelő berendezés, például szaggatószerkezet segítségével szakaszossá tesszük. A találmány szerinti megoldás bizonyos kiviteli alakjainál kifejezetten előnyös a folyamatos működésű lézerek alkalmazása.There are generally two types of lasers, which are continuous mode lasers and pulse lasers. Pulse lasers, as they are called, emit radiation in the form of very short bursts of energy. Because the method of the present invention provides a fast start in batch mode, pulsed lasers are particularly preferred for this purpose. However, it is to be noted that continuously operating lasers can be used to rapidly initiate thermochemical peeling if the continuously emitted beam is intermittent using a suitable device such as a chopping device. In certain embodiments of the invention, the use of continuous-acting lasers is particularly advantageous.

Amikor a találmány szerinti eljárás során a lézersugárral és az oxigén sugárral előállított fémfürdő szélessége eléri a hántolás szélességét, az indítási folyamat tulajdonképpen végetér. Az oxigénáramot ekkor vagy a hántolás folytatására használjuk fel, vagy kikapcsoljuk és egy másik oxigénsugarat alkalmazunk a fémolvadék elhajtására. Ez a fúvóka, illetve oxigénsugár a megmunkálandó felülettel hegyesszöget kell bezárjon, hogy a fémfürdő továbbítását el tudja látni, és a hántolási műveletet el tudja végezni. A hántolás végzésére alkalmazott oxigénsugár, illetve a fúvóka kialakítása és alakja a hántolás céljától és minőségétől függ.When the width of the metal bath produced by the laser beam and oxygen beam reaches the peeling width in the process of the invention, the start-up process is virtually complete. The stream of oxygen is then either used to continue the peeling or is turned off and another jet of oxygen is used to drive the molten metal. This nozzle or oxygen jet must be at an acute angle to the surface to be machined in order to carry the metal bath and carry out the peeling operation. The shape and shape of the jet of oxygen used for the peeling and the nozzle are dependent on the purpose and quality of the peeling.

Az ismertetett megoldással természetesen nemcsak akkor végezhető el gyors beindítás, ha a munkadarab és a berendezés egymáshoz viszonyítva mozgásban van, hanem állandó munkadarab és álló hántolóberendezés esetén is. Ha azonban a műveletet álló munkadarabon, álló berendezéssel végezzük, a hántolás beindításakor azonnal el kell indítani az előtolást anélkül, hogy a fémfürdő kialakulását megvámók, hogy a hántolás beindulásakor a munkadarab és a berendezés egymáshoz képest elmozduljon. Ha az elmozdulás nem kezdődik meg azonnal a folyamat beindításakor, az oxigénáram lyukat fúr a munkadarab felületébe, rendkívül rövid idő alatt. A művelet során természetesen közömbös, hogy a munkadarab áll és a megmunkáló berendezés mozdul el, vagy fordítva, a berendezés van rögzítve és a munkadarabon biztosítjuk az előtolást.Of course, the above-described solution enables rapid start-up not only when the workpiece and the equipment are moving relative to one another, but also with a fixed workpiece and a stationary debarker. However, if the operation is carried out on a stationary workpiece with a stationary equipment, the feed should be started immediately upon initiation of the peeling operation without the formation of a metal bath being moved so that the workpiece and the equipment are displaced relative to one another. If the shift does not start immediately upon start of the process, the oxygen stream drills a hole in the workpiece surface in a very short time. Of course, during the operation it is of no importance that the workpiece is stationary and the machining device is moved, or vice versa, the device is fixed and the feed is provided on the workpiece.

A jelen szabadalmi leírás során hántoló oxigénsugárnak nevezett gázsugár a munkadarab hántolandó felületére irányított olyan oxigénsugár, amelynek intenzitása megfelelő ahhoz, hogy a fém felületi rétegét termokémiai úton eltávolítsa. Az eltávolított réteg mélysége általában 1 —8 mm lehet, és a hántolási szélesség mindig legalább 25 mm. A hántoló oxigénsugár célszerűen lapos sugár, de adott esetben kialakítható kör alakú vagy másféle hántoló oxigénsugár.A gas jet, referred to in the present patent as a scavenging oxygen beam, is a jet of oxygen directed at the surface of the workpiece to be scavenged and of sufficient intensity to remove the surface layer of the metal by thermochemical means. The depth of the removed layer is generally 1-8 mm and the peel width is always at least 25 mm. The peeling oxygen beam is preferably a flat beam, but may be a circular or other peeling oxygen beam.

Megjegyezzük, hogy a jelen szabadalmi leírásban nagy intenzitású oxigénsugáron fúvókából kiáramló olyan oxigénsugarat értünk, amelynek a fúvócsőből való kiáramlási sebessége nagyobb, mint egy azonos keresztmetszetű hántoló fúvókából kiáramló oxigénsugár sebessége.It is noted that the present patent refers to a high-intensity oxygen jet that exits a nozzle that has an outlet velocity greater than an oxygen jet exiting a nozzle of the same cross-section.

Egy meghatározott felületrész elektrokémiai hántolásához egyenletes sebességeloszlású, lapos hántoló oxigénsugarat kell kialakítani. Ahhoz, hogy a letisztított felület sima átmenettel csatlakozzék a környező részekhez, az oxigénsugár intenzitása a sugár széle felé fokozatosan kell csökkenjen, míg a fúvóka pereménél az intenzitás egészen nulla ér5 tékig csökken. így az oxígénsugár által letisztított felület valamivel keskenyebb, mint a fúvóka szélessége. Ilyen oxigénsugarat előállító fúvóka ismertetése található a 607 888 sz. USA szabadalmi leírásban.For electrochemical peeling of a defined surface area, a flat velocity peeling oxygen beam must be formed. In order for the cleaned surface to join the surrounding portions with a smooth transition, the intensity of the oxygen beam toward the edge of the jet must be gradually reduced, while at the nozzle edge, the intensity is reduced to zero. Thus, the area cleared by the oxygen jet is slightly narrower than the width of the nozzle. Such an oxygen jet generator is described in U.S. Patent No. 607,888. U.S. Pat.

Ha egy munkadarab teljes felületét kívánjuk oxigénsugárral elektrokémiai úton hántolni, nem csupán arra kell vigyázni, hogy a letisztított felület sima legyen és bordák nélkül csatlakozzon a szomszédos részekhez, hanem az oxigénsugarakat úgy 15 kell beállítani, hogy azok egymást át se lapolják, és hézagok se maradjanak közöttük. Ha ugyanis a sugarak egymást átlapolják, az érintkezési felületeken mélyebb barázdák jönnek létre, míg ha a sugarak között hézag van, akkor a hántolt felü20 létén bordák maradnak.If the entire surface of a workpiece is to be electrochemically stripped with an oxygen beam, not only must the cleaned surface be smooth and adjoin adjacent parts without ribs, but the oxygen jets 15 must be set so that they do not overlap and leave no gaps. between them. Namely, if the rays overlap each other, deeper grooves are formed on the contact surfaces, while if there is a gap between the rays, the ribs remain on the surface of the husk.

Ilyen felület kialakításához azonban olyan egymás mellett vezetett oxigénsugarak szükségesek, amelyek egymás mellett taszítják előre a fémolva25 dékot a salakkal együtt, és amelyekben az intenzitás eloszlása a peremek felé fokozatosan csökken, ugyanakkor az oxigénsugár által letisztított felület legalább olyan széles kell legyen, mint a fúvókának a szélessége. Ilyen követelményeket kielégítő fú30 vóka ismertetése található a 607 887 sz. USA szabadalmi leírásban. Az így kialakított fúvókarendszerrel a megmunkálandó felület fölött áthaladva normál üzemi sebesség mellett lehet a fúvókák egy részét vagy az összes fúvókát a kívánt időben be35 illetve kikapcsolni, és ezzel egy olyan hántolt felületeloszlást kialakítani, amelyet a munkadarab megkövetel.Such a surface, however, requires co-guided oxygen jets that push the metallized liquid along with the slag side by side and in which the intensity distribution toward the edges gradually decreases, while the surface cleaned by the oxygen jet must be at least as wide as the nozzle. breadth. A blade groove meeting such requirements is described in U.S. Patent No. 607,887. U.S. Pat. The nozzle system thus formed, when passing over the surface to be machined, can be used to switch on or off some or all of the nozzles at normal operating speeds at a desired time, thereby providing the milled surface distribution required by the workpiece.

A találmány szerint a hagyományos módon is elvégezhető a hántolás, ha egy egyenletes lapos 40 oxigénsugarat alakítunk ki, amelyben az intenzitás középtől a széle felé teljesen egyenletes. Ebben az esetben a találmány szerinti megoldás előnye az, hogy a berendezésbe érkező munkadarabok előtolási sebességét nem kell csökkenteni, illetve az 45 előtolást nem kell leállítani, hanem a munkadarabok változatlan sebességű mozgása mellett lehet a hántolást beindítani, míg a hagyományos eljárásnál a munkadarabokat az előmelegítés idejére le kellett állítani. A találmány szerinti megoldásnál a hánto50 lási művelet abban a pillanatban kezdődhet, amikor a berendezés, illetve a fémhuzal a munkadarabot megérinti.According to the invention, the husking can be carried out in the conventional manner by forming a uniform flat beam of oxygen 40 in which the intensity is completely uniform from the middle to the edge. In this case, the advantage of the solution according to the invention is that the feed rate of the workpieces entering the equipment does not have to be reduced or the feed rate 45 has to be stopped, but peeling can be started with constant speed movement of the workpieces. had to be stopped. In the present invention, the deburring operation can commence at the moment the workpiece is touched by the machine or the metal wire.

A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon azFurther details of the invention will be illustrated by way of example in the drawings. In the drawing it is

1. ábra a találmány szerinti berendezés hántolóegységének oldalnézete a termokémiai hántolás gyors beindítása előtti pillanatban, aFig. 1 is a side view of the peeling unit of the device according to the invention, immediately before the start of the thermochemical peeling,

2. ábra az 1. ábrán bemutatott hántolóegység 2-2 nézete, aFigure 2 is a view 2-2 of the husking unit shown in Figure 1, a

3. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés 3-3 nézete, a találmány szerinti eljárás első lépése alatt, aFigure 3 is a view 3-3 of the apparatus of Figure 1 during the first step of the process of the invention, a

4. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés 3-3 65 nézete az eljárás második lépése alatt, azFIG. 4 is a view 3-3 65 of the apparatus of FIG. 1 during the second step of the process, FIG

5. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés 3-3 nézete az eljárás harmadik lépése alatt, aFigure 5 is a view 3-3 of the apparatus of Figure 1 during the third step of the process, a

6. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés 3—3 nézete a találmány szerinti eljárás utolsó lépése alatt, aFigure 6 is a perspective view of the apparatus of Figure 1 during the last step of the process of the invention, a

7. ábra a találmány szerinti berendezés axonometrikus képe, aFigure 7 is an axonometric view of the apparatus of the invention, a

8. ábra a találmány szerinti berendezés egy másik kiviteli alakjának axonometrikus képe, aFigure 8 is an axonometric view of another embodiment of the apparatus of the invention, a

9. ábra a találmány szerinti berendezés egy további kiviteli alakjának axonometrikus képe, aFigure 9 is an axonometric view of a further embodiment of the apparatus of the invention, a

10. ábra a találmány szerinti berendezés egy olyan kiviteli alakjának axonometrikus rajza, amellyel nagyfelületű munkadarabok teljes felületének egy műveletben történő hántolása végezhető el, aFig. 10 is an axonometric drawing of an embodiment of an apparatus according to the invention capable of deburring the entire surface of a large surface workpiece in one operation;

11. ábra a 10. ábrán bemutatott berendezéshez tartozó lézeregység egy kiviteli alakja, aFIG. 11 is an embodiment of a laser unit for the apparatus of FIG. 10, a

12. ábra a 10. ábrán bemutatott berendezés oxigénfúvókáinak nézete, aFigure 12 is a view of the oxygen nozzles of the apparatus of Figure 10, a

13. ábra a 10. ábrán bemutatott berendezéssel végzett hántolás eredményeképpen kapott munkadarab és a berendezés felülnézete, aFig. 13 is a plan view of the workpiece obtained from the peeling with the apparatus of Fig. 10, and

14. ábra a találmány szerinti megoldás egy olyan kiviteli alakjának oldalnézete, ahol nem alkalmazunk nagy intenzitású oxigénsugarat, aFigure 14 is a side view of an embodiment of the present invention that does not employ a high intensity oxygen beam,

15. ábra a 14. ábrán bemutatott berendezés elölnézete a hántolóegység nélkül, amikor a lézersugárral a munkadarab felületén egy pontsort hevítünk gyújtási hőmérsékletre, aFigure 15 is a front view of the apparatus of Figure 14 without the debarking unit, when a laser beam is used to heat a point array on the workpiece surface to the ignition temperature;

16. ábra a lézeregység egy másik megoldását mutatja, és a ábra a 16. ábrán bemutatott lézeregységgel végzett gyors beindítással megmunkált munkadarab felülete.Fig. 16 shows another embodiment of the laser unit and Fig. 16 shows a surface of a workpiece machined with a quick start with the laser unit of Fig. 16.

Az 1. ábrán látható berendezés egy lézerfejet tartalmaz, amely az A pontban éri el a W munkadarab felületét. Az A pont közvetlenül a hántolandó rész előtt van, és ebben a pontján kezdjük 40 el a hántolást. A 2 fúvócső, amelyen át az előmelegítő oxigén áramlik, közönséges csővezeték lehet, amelynek átmérője körülbelül 1—5 cm. EzThe apparatus shown in Fig. 1 includes a laser head that reaches the workpiece surface W at point A. Point A is directly in front of the part to be peeled, and at this point we begin to peel 40. The nozzle 2 through which the preheater oxygen flows may be a common pipe having a diameter of about 1-5 cm. This

5-25 cm átmérőjű, illetve szélességű fémfürdőt alakít ki. A 2 fúvócső alsó vége hajlítottan van kialakítva, hogy a 30 oxigénsugár a W munkadarab felületét hegyesszögben élje. A 30 oxigénsugár középvonala a W munkadarab felületét a B pontban éri el. A B pont az A pont mögött helyezkedik el és a C pont előtt. A C pont a 2 fúvócső belső palástjának a rajz síkjába eső alkotója, és a W munkadarab felületének metszéspontjában helyezkedik el.Creates a metal bath with a diameter of 5-25 cm and a width. The lower end of the nozzle 2 is bent so that the oxygen jet 30 extends at a sharp angle to the surface of the workpiece W. The center line of the oxygen beam 30 reaches the workpiece surface W at point B. Point B is behind point A and before point C. Point C is the intersection of the inner surface of the nozzle tube 2 with the plane of the drawing and is located at the intersection of the workpiece surface W.

A 3 hántolóegység a hagyományos alsó és fölső 12 és 13 fűtőtömbökből áll. Ezek a 12 és 13 fűtőtömbök tartalmazzák a 14 és 15 lángszóróbetéteket, amelyek a fűtőgázt bocsátják ki. A fűtőgáz elégetéséhez kis sebességű oxigénáramot alkalmazunk, amelyet a 16 résfúvókából áramoltatunk ki. A 16 résfúvókát a 12 fűtőtömb 17 alsó felülete és a 13 fűtőtömb 18 fölső felülete határolja. A 16 résfúvóka a 2. ábrán látható módon téglalap alakú nyílásként van kialakítva. A fűtőgázt és az oxigént a 20, illetve 21 csővezetékeken át az ismert módon vezetjük a 3 hántolóegységbe.The debarking unit 3 comprises conventional lower and upper heater blocks 12 and 13. These heater blocks 12 and 13 include flameproof inserts 14 and 15 that emit the fuel gas. A low velocity stream of oxygen is used to burn the fuel gas, which is discharged from the nozzle 16. The slot nozzle 16 is bounded by the lower surface 17 of the heating block 12 and the upper surface 18 of the heating block 13. The slot nozzle 16 is formed as a rectangular opening as shown in FIG. The fuel gas and the oxygen are fed into the debarking unit 3 via the pipelines 20 and 21 in known manner.

Az 1. és 2. ábrákon bemutatott berendezés a következőképpen működik. Legelőször beindítjuk a 3 hántolóegységben az előmelegítő lángot oly módon, hogy fűtőgázt áramoltatunk ki a 14 és 15 lángszóró betéteken és ugyanakkor kis mennyiségű oxigént vezetünk ki a 16 résfúvókán. Ez a 22 előmelegítő láng a munkadarab felületére csapódik és onnan visszaverődik.The apparatus shown in Figures 1 and 2 operates as follows. First, the preheating flame in the debarking unit 3 is started by venting the fuel gas through the flamethrower pads 14 and 15 and, at the same time, discharging a small amount of oxygen into the nozzle 16. This preheating flame 22 hits the workpiece surface and is reflected from there.

Amikor a mozgó munkadarab felületén levő hántolandó rész közvetlenül a B pont elé kerül, a 2 fúvócsőből nagy intenzitású oxigénsugarat bocsátunk ki, amely a munkadarab felületére a B pontban csapódik. Amikor ez a területrész eléri az A pontot, a lézersugarat bekapcsoljuk, és a szóban forgó pontot azonnal gyújtási hőmérsékletre hevítjük. Ekkor a termokémiai reakció, azaz a hántolás beindul.When the part to be peeled on the surface of the moving workpiece is placed directly in front of point B, a high-intensity jet of oxygen is emitted from the nozzle tube 2, which strikes the surface of the workpiece at point B. When this region reaches point A, the laser beam is turned on and that point is immediately heated to the ignition temperature. At this point, the thermochemical reaction, that is, the peeling, begins.

A 2 fúvócsőből kiáramló oxigén és lézersugár által előállított fémfúrdőt fokozatosan szélesíti és a 16 résfúvókából kiáramló oxigénsugár, amely a W munkadarab felületét a D pontban érinti, rövid időn belül átveszi a 2 fúvócső szerepét. Amikor a fémfürdő szélessége eléri a 16 résfúvókán kiáramló 22 oxigénsugár szélességét, a 2 fúvócsövet kikapcsoljuk és csak a 16 résfúvókán át vezetünk a W munkadarab felületére oxigént. A hántoló 22 oxigénsugarat egészen addig tartjuk bekapcsolva, ameddig a hántolást végezni kívánjuk.The metal bath produced by the oxygen and laser jet exiting the nozzle 2 is gradually widened and the jet of oxygen from the nozzle 16, which touches the surface of workpiece W at point D, soon takes over the role of the nozzle 2. When the width of the metal bath reaches the width of the oxygen jet 22 flowing through the nozzle 16, the nozzle 2 is turned off and only oxygen is supplied to the workpiece surface W via the nozzle 16. The peeling oxygen jet 22 is kept on until the peeling is performed.

Az előbb ismertetett műveletsorozatot természetesen automatizálni lehet, és a 3 hántolóegység előmelegítő lángjának beindításától kezdve például relékkel, időkapcsolókkal és mágnestekercsekkel oly módon lehet a folyamatot irányítani, hogy az indítás után az ismertetett lépések meghatározott sorrendben automatikusan követik egymást. Egy második jelre a hántoló oxigénsugarat kikapcsolhatjuk és csak az előmelegítő lángot tartjuk bekapcsolva. Ebben az állapotban a berendezés bármely pillanatban üzembe helyezhető.Of course, the sequence described above can be automated and, from the start of the preheating flame of the debarking unit 3, for example with relays, time switches and solenoids, the process can be controlled such that, after starting, the steps are automatically sequentially followed. For a second signal, the scavenging oxygen beam can be turned off and only the preheating flame is on. In this state, the unit can be put into operation at any moment.

Megoldható természetesen a gyors indítás a találmány szerint oly módon is, hogy az előmelegítő lánggal egyidejűleg bekapcsoljuk a hántoló 22 oxigénsugarat is, és akkor a nagy intenzitású oxigénsugár segíti a fémfürdő kialakulását és kiszélesedését. Amikor a fémfürdő elérte a megfelelő szélességet, az előmelegítő lángot kikapcsolhatjuk és az előbb ismertetett módon a hántoló 22 oxigénsugár végzi tovább a hántolást.Of course, a quick start according to the invention can also be achieved by switching on the scavenging oxygen jet 22 at the same time as the preheating flame, whereupon the high-intensity oxygen jet aids in the formation and expansion of the metal bath. Once the metal bath has reached the appropriate width, the preheating flame can be switched off and the peeling oxygen jet 22 continues to peel further as described above.

A 2. ábrán látható az 1. ábrán bemutatott 3 hántolóegység 16 résfúvókájának 19 kibocsátó nyílása elölnézetben. Ez a kialakítás alkalmas arra, hogy sima átmenetű felületeket lehessen a berendezéssel megmunkálni. Erre a célra egyéb kialakítású fúvókák is alkalmasak. Ilyet ismertet például a 607 888 számú USA szabadalmi bejelentés is. Ezeknek a fúvókáknak tipikus jellemzője, hogy a fúvóka maga szélesebb, mint az általa lemunkált felület. Ez azért szükséges, hogy a megmunkált és a megmunkálandó felület közötti sima átmenetet biztosítsuk. Ugyanakkor azonban a fúvókák ilyen kialakítása megakadályozza azt, hogy egymás mellé helyezett fúvókákkal egy teljes felület egyidejűleg történő hántolását végezzük el párhuzamos sávokban történő megmunkálással. Ez esetben ugyanis a fúvókák által lemunkált sávok között hántolatlan sávok maradnának. Ezért az ilyen fúvókákkal kizárólag egyes sávokat lehet megmunkálni.Fig. 2 is a front view of the outlet nozzle 16 of the slit nozzle 16 of Fig. 1. This design is suitable for machining smooth transition surfaces with the machine. Nozzles of other designs are also suitable for this purpose. This is disclosed, for example, in U.S. Patent No. 607,888. Typical of these nozzles is that the nozzle itself is wider than the surface it has been machined. This is necessary to ensure a smooth transition between the machined surface and the surface to be machined. However, such a design of the nozzles prevents the adjacent nozzles from being simultaneously debarked by machining in parallel strips. In this case, there would be unpeeled tracks between the tracks stripped by the nozzles. Therefore, only certain bands can be machined with such nozzles.

A 2. ábrán látható, hogy a 12 és 13 fűtőtömbök úgy vannak kialakítva, hogy a 14 és 15 5 lángszóró betétek pontszerű fuvókasorokkal vannak ellátva, a 16 résfúvóka 19 kibocsátónyílása pedig széleinél háromcsövű 25 betétdarabokkal van ellátva, melyek biztosítják, hogy a kiáramló oxigénsugár intenzitása a 16 résfúvóka peremei felé foko- 10 zatosan csökkenjen, és így érje el a nulla értéket.Figure 2 shows that the heater blocks 12 and 13 are configured such that the flame arresters 14 and 15 are provided with point nozzles and the outlet nozzle 19 at the edges of the nozzle 16 is provided with three-piece inserts 25 to ensure that the outflow gradually decrease towards the edges of the nozzle nozzle 16 to reach zero.

Az 1. ábrán jól látható, hogy az A pont a B pont mögött helyezkedik el, az A és B pontok viszonya azonban változhat oly módon, hogy az A ¹⁵pont szélső helyzete a B pont előtt mintegy 10 cm-re lehet, és helyzete ettől változhat a B pont mögött egy bizonyos távolságig. Ez a távolság lényegében a 2 fúvócső belső átmérőjének méretétől függ. Ennek megfelelően a C pont helyzetét 20 is a 2 fúvócső mérete és alakja határozza meg. Célszerűen az A és B pontok közötti távolság olyan, hogy az A pont körülbelül 1 cm-re legyen a B pont előtt. Az A és B pontok közötti távolság optimális mértékét az az a szög határozza meg, 25 amelyet a nagy intenzitású oxigénsugár és a munkadarab felszíne zár be. Befolyásolja még ezt a méretet a fúvócső mérete is. Az_oa szög a találmány szerinti megoldásnál 30 és 80 között változhat? célszerűen 50 és 60 között van. Ha az a szög 30 30 és a fúvócső belső átmérője 2 cm, az A és B pontok közötti távolság 0 és 8 cm között kell legyen. Ha ugyanezt a 2 fúvócsövet használjuk és az a szög értéke 80 , a fenti tartomány 0-3 cm.Figure 1 clearly shows that point A is behind point B, but the relationship between points A and B may vary such that point A ¹⁵ is approximately 10 cm in front of point B and may vary from point B to a certain distance. This distance essentially depends on the size of the inside diameter of the nozzle 2. Accordingly, the position of the C point 20 is also determined by the size and shape of the nozzle 2. Preferably, the distance between points A and B is such that point A is about 1 cm in front of point B. The optimum measure of the distance between points A and B is determined by the angle between the high-intensity jet of oxygen and the surface of the workpiece. This size is also influenced by the size of the nozzle. Can the angle _o in the present invention vary between 30 and 80? preferably between 50 and 60. If the angle 30 is 30 and the inside diameter of the nozzle is 2 cm, the distance between points A and B should be between 0 and 8 cm. If the same nozzle 2 is used and the angle α is 80, the range above is 0-3 cm.

A C pont, amely - mint mondottuk - a W 35 munkadarab felületének és a 2 fúvóka rajzsíkjába eső alsó geometriai alkotójának metszéspontja, alkotja azt a pontot, amely a B pont mögött az A pont legszélső elfoglalható helyzetét mutatja, ahol a termokémiai reakció még beindítható. 40Point C, which, as said, is the intersection of the surface of the workpiece W 35 and the lower geometric component of the nozzle drawing plane, is the point behind the point B that represents the outermost position of point A where the thermochemical reaction can still be initiated. 40

A 3-6. ábrákon a találmány szerinti gyors indítás lépéseit mutatjuk be egymás után. Hangsúlyozzuk, hogy az itt bemutatott egymást követő lépések összesen körülbelül egy mp alatt játszódnak le. 453-6. Figures 3 to 5 show the sequential steps of the quick start according to the invention. It is emphasized that the sequential steps shown here take a total of about one second. 45

A 3. ábrán az a pillanat látható, amikor lézersugár érintkezik a W munkadarab felületén levő A ponttal. Az A pont a hibás felület közvetlen közelében van. Az ábrán nyíl jelöli a munkadarab haladási irányát. A munkadarab előtolási sebessége 50 körülbelül 15 m/perc. Ezzel egyidejűleg a 2 fúvócsőből oxigént bocsátunk a W munkadarab felületére. Ekkor a W munkadarab felületén az A pontban 23 fémfürdő alakul ki. Ezzel az elektrokémiai úton végzett hántoiás gyors beindításának 55 első lépése lejátszódott.Figure 3 shows the moment when the laser beam contacts point A on the surface of workpiece W. Point A is in the immediate vicinity of the faulty surface. The arrow in the figure indicates the direction of movement of the workpiece. The workpiece feed rate 50 is approximately 15 m / min. Simultaneously, oxygen is released from the nozzle tube 2 to the workpiece surface W. At this point, a metal bath 23 is formed at A at the surface of workpiece W. This completes the first 55 steps of the rapid start of electrochemical cancellation.

A 4. ábrán látható fázis a 3. ábrát követően mintegy fél másodperccel későbbi állapotot mutat. Amint a W munkadarab állandó sebességgel a nyű irányába mozog, a 24 fémfürdő szélesedni kezd a 2 fúvócsőből kiáramló 30 oxigénsugár hatására.The phase shown in Figure 4 shows a state about half a second after Figure 3. As the workpiece W moves at constant speed in the direction of the ridge, the metal bath 24 begins to expand under the effect of the jet of oxygen discharged from the nozzle 2.

Az 5. ábra újabb másfél másodperc elteltével beálló helyzetet mutat. A fémfürdő legyezőszerűen továbbszélesedik, miközben a W munkadarab állandó sebességgel mozog tovább. A 2 fúvócsőből eközben wFigure 5 shows another position after one and a half seconds. The metal bath continues to expand as the workpiece W moves at a constant speed. From the nozzle 2 w

folyamatosan áramlik az oxigén. Ebben a fázisban, amikor a fémfürdő eléri teljes szélességét, mintegy 25 cm-t, kapcsoljuk ki a 2 fúvócsőben az oxigénáramot. Ezután a 3 hántolóegység hántoló 22 oxigénsugara végzi tovább a műveletet. A 16 résfúvókán kiáramló nagyintenzitású 22 oxigénsugár elsöpri a 26 salakréteget a fémolvadék egy részének felületéről, és jól elválasztható zónákra osztja a megmunkált felületet.oxygen is constantly flowing. In this phase, when the metal bath reaches its full width, about 25 cm, turn off the oxygen flow in the nozzle 2. Then the scavenging oxygen beam 22 of the peeling unit 3 continues the operation. The high-intensity oxygen jet 22 discharged from the nozzle 16 sweeps away the slag layer 26 from the surface of a portion of the molten metal and divides the machined surface into well-separable zones.

A 6. ábrán látható a hántoiás további lefolyása. Ez a stádium a 3. ábrán bemutatott fázist követően körülbelül 1 másodperccel áll be. A W munkadarab felületén jól megkülönböztethetők a különböző 27, 28 és 29 zónák. A 27 zónában már lehántolt felület található, a 28 zóna fémolvadékkal van borítva és a 29 zónában a fémolvadék felszínén salakréteg helyezkedik el. Ahogy a munkadarab és a berendezés egymáshoz képest folyamatosan elmozdul, a W munkadarab felületén a hántoiás során mindvégig megkülönböztethető a három zóna. A 6. ábrán látható stádiumban a 2 fúvócsövön áramló előmelegítő oxigénsugarat leállítottuk, és a hántoiás a hántolandó sáv teljes szélességében folyik. Fontos, hogy a megmunkált felület szélessége pontosan azonos azzal a szélességgel, amelyet a 2 fúvócsövön áramló oxigénsugár a 23, illetve 24 fémfürdő kiterjesztésével kialakított. Ez azért lényeges, mert így lehet megelőzni az eljárás során az egyetlen felület,· illetve a bordák kialakulását.Figure 6 shows the further course of the chanterelle. This stage occurs approximately 1 second after the phase shown in Figure 3. On the surface of workpiece W, different zones 27, 28 and 29 can be clearly distinguished. Zone 27 has a peeled surface, zone 28 is covered with metal melt, and zone 29 has a slag layer on the surface of the metal melt. As the workpiece and the equipment move relative to each other, the three zones can be distinguished throughout the surface of the workpiece W during husking. At the stage shown in Fig. 6, the preheating oxygen stream flowing through the nozzle 2 was stopped and the peeling continued along the entire width of the strip to be peeled. It is important that the width of the machined surface is exactly the same as the width of the oxygen stream flowing through the nozzle 2 by extending the metal baths 23 and 24, respectively. This is important to prevent the formation of a single surface or ribs during the process.

A 7. ábrán a találmány szerinti teljes berendezés axonometrikus rajza látható. Az 1. ábrán bemutatott részlet a 7 konzolra erősített szerkezeteket és a 3 hántolóegység egy részét mutatta be. Az egész berendezés 33 síneken mozgó 32 kezelőfülkéhez van erősítve. A 31 keret lehetővé teszi a berendezésnek mind hosszirányban, mind keresztirányban a W munkadarab fölött történő elmozdítását. A 32 kezelőfülke, amelyhez a 31 keret van erősítve, magában foglalja valamennyi vezérlőberendezést. Innen lehet irányítani az 5 lézert, a 2 fuvócsőbe áramló oxigén mennyiségét, valamint a 3 hántolóegységbe vezetett fűtőgáz és oxigén mennyiségét. A 33 sínek egyikén 34 fogasléc van elhelyezve, amellyel a 32 kezelőfülkében levő, a rajzon nem ábrázolt motorhoz kapcsolt fogaskerék illeszkedik. Ennek segítségével mozdítható el a 32 kezelőfülke 33 síneken. Hasonló 36 fogasléc van a 31 keretre is erősítve. Ez biztosítja a 3 hántolóegységet, az 5 lézert és a 2 fúvócsövet tartó 40 kocsi keresztirányú vagy vízszintes elmozdulását. A berendezés egységei 40 kocsira 37 szán közvetítésével vannak felerősítve. A 37 szán a 40 kocsihoz képest merőlegesen, függőleges irányban mozdul el. A függőleges irányú elmozdulást a 39 hajtómű teszi lehetővé. A 37 szán vezetésére a 38 lapra ugyancsak fogasléc van felerősítve.Figure 7 is an axonometric view of the complete apparatus of the invention. The detail shown in Fig. 1 illustrates the structures mounted on the bracket 7 and part of the debarking unit 3. The entire apparatus is mounted on a cab 32 movable on rails 33. The frame 31 allows the device to be moved both longitudinally and transversely above the workpiece W. The cab 32, to which the frame 31 is attached, includes all control devices. From here it is possible to control the laser 5, the amount of oxygen flowing into the blowing tube 2 and the amount of fuel gas and oxygen fed into the decortication unit 3. One of the rails 33 is provided with a rack 34 for engaging a gear in the cab 32 connected to an engine (not shown). This enables the cab 32 to be moved on rails 33. A similar rack 36 is also mounted on the frame 31. This allows the trolley 3, the laser 5 and the nozzle 2 to hold the carriage 40 in transverse or horizontal displacement. The units of the device are mounted on a carriage 40 by means of a slide 37. The carriage 37 moves perpendicularly to the carriage 40 in a vertical direction. Vertical displacement is provided by the gear unit 39. A rack is also mounted on the plate 38 for guiding the slide 37.

A 40 kocsit a 31 kereten a 36 fogasléchez csatlakozó, a rajzon nem ábrázolt motorral hajtott 35 nyeles fogaskerék mozgatja.The carriage 40 is moved on the frame 31 by a 35-pin geared motor driven by a motor (not shown) connected to the rack 36.

A 7. ábrán bemutatott berendezéssel a W munkadarab felületén tetszőlegesen elhelyezkedő hibás felületek hántolhatók le, miközben a berendezés a munkadarab fölött hosszirányban folyamatosan mo5 zog. A 41 felület egy tipikus hántolással megtisztított felületrészt mutat.The apparatus shown in FIG. 7 can be used to scrape off any defective surfaces on the workpiece surface W while the device is continuously moving over the workpiece. The surface 41 shows a typical surface area cleaned by peeling.

A 8. ábrán az 5 lézer egy másik elhelyezésmódját mutatjuk be. A berendezés feltüntetett egységei megegyeznek a 7. ábrán bemutatott egységekkel, csupán az 5 lézer van másutt elhelyezve. Az 5 lézer optikai rendszert, ez esetben egy 90 -os prizmát tartalmaz, így a lézersugár a munkadarab jobb oldaláról jut a B ponthoz.Fig. 8 shows another embodiment of the laser 5. The units shown in the apparatus are the same as those shown in Figure 7 except that the laser 5 is located elsewhere. The laser 5 includes an optical system, in this case a 90-prism, so that the laser beam reaches point B from the right side of the workpiece.

A 9. ábrán a 7. ábrához xepest az a változás, 10 hogy a 2 fúvócső jobb oldalról hajlik a B pont felé. Ily módon a 2 fúvócsőből kiáramló oxigénsugár a fémolvadékot a 3 hántolóegység felé hajtja. Ezzel a kialakítással lehetővé válik a kialakulóban levő fémfürdőnek gyorsabban történő szélesítése, és 15 így egy szélesebb hántolt felület biztosítása, mint ami a 7. és 8. ábrán bemutatott kialakítással elérhető. A 2 fúvócsövet természetesen a másik oldalon is el lehet helyezni, sőt a két állás között bármilyen helyzetben. Kialakítható olyan bérén- 20 dezés is, amely a 7. és 8., illetve 9. ábrán bemutatott megoldások kombinációja, vagyis a 2 fúvócső a beindítás kezdetén a 7. vagy 8. ábra szerinti irányba néz, majd amikor a fémfürdőt kell szélesíteni, átvált a 9. ábrán bemutatott irányba. 25In Figure 9, the change from Figure 10 to Figure 7 is that the nozzle 2 bends from the right to the B point. In this way, the jet of oxygen discharged from the nozzle 2 drives the molten metal towards the debarking unit 3. With this design, it is possible to widen the metal bath faster and thereby provide a wider debarked surface than can be achieved with the design shown in Figures 7 and 8. Naturally, the nozzle tube 2 can be placed on the other side, and even in any position between the two positions. It is also possible to provide a wage arrangement which is a combination of the solutions shown in Figures 7 and 8 and 9, i.e. the nozzle 2 faces in the direction of Fig. 7 or 8 at the start of operation and then changes when the metal bath is widened. in the direction shown in Figure 9. 25

A 10. ábrán bemutatott berendezéssel munkadarabok teljes felületének olyan hántolása végezhető el, amelynek során a felületi hibák által megkövetelt időben és sorrendben különböző helyeken végzünk hántolást egymás mellett párhu- 30 zamosan elhelyezett hántolóegységekkel. Ezzel a berendezéssel egy adott W munkadarab teljes felülete egy menetben munkálható meg anélkül, hogy az előtolást le kellene állítani, vagy sebességét csökkenteni kellene. Az 51 hántolóegységek és a 35 hozzájuk tartozó 52 lézerek az optikai rendszerekkel, valamint az 53 fúvócső között 54 kocsira vannak erősítve. Az 54 kocsi 55 és 56 síneken mozog a sínek egyikére erősített fogasléc segítségével. Az 55 és 56 síneket 57 oszlopok tartják a 40 munkadarab felett. Az 52 lézeregység a W munkadarab felett helyezkedik el. Nitrogénnel vagy hasonló gázzal töltött θΗ házban egymástól meghatározott távolságra 90 -os P prizmák vannak elhelyezve. A P prizmák félig áteresztő, félig reflektáló prizmák. Ezek részben átengedik a lézersugarat, részben pedig megtörve a munkadarab felületére irányítják. A P prizmák helyett fordítótükröket is lehet alkalmazni, amelyek fokozatonként a lézersugár egy-egy részét a kívánt helyre tükrözik. Ezé- ₅θ ken kívül alkalmazható az 52 lézeregységben bármely alkalmas optikai rendszer. A teljes berendezés, amely a bemutatott külön egységeket tartalmazza, egyetlen menetben halad végig egyenletes sebességgel a W munkadarab fölött, miközben az ₅₅egész felület bármely részén levő hibás területeket folyamatosan egymás után, illetve egymással párhuzamosan lehet megmunkálni oly módon, hogy mindig éppen azokat az egységeket kapcsoljuk be, amelyek alatt megmunkálandó felületek heiyezkednek el. Ez azáltal válik lehetővé, hogy az elektrokémiai úton végzett hántolást is előmelegítési idő nélkül, gyors beindítással lehet végezni.The apparatus illustrated in Figure 10 can be used to debark the entire surface of workpieces by peeling off parallel peeling units at different locations in the time and sequence required by surface defects. With this machine, the entire surface of a given workpiece W can be machined in one pass without the need to stop the feed or reduce its speed. The shelling units 51 and the associated lasers 52 are mounted on a carriage 54 with optical systems and between the nozzle 53. The carriage 54 moves on rails 55 and 56 by means of a rack mounted on one of the rails. The rails 55 and 56 are supported by columns 57 above the workpiece 40. The laser unit 52 is located above the workpiece W. In a θΗ housing filled with nitrogen or similar gas, 90-prism Ps are arranged at a defined distance. AP prisms are semi-permeable, semi-reflective prisms. These partially allow the laser beam to pass and partially break it to the workpiece surface. Instead of P prisms, rotary mirrors can be used to reflect a portion of the laser beam at a desired location in each step. Apart from these ₅ θs, any suitable optical system can be used in the laser unit 52. The entire apparatus, which includes the individual units shown, runs at a uniform speed over the workpiece W in a single pass, while defective areas on any part of the entire surface ₅₅ can be machined sequentially and in parallel so that those units are always turn on, under which the surfaces to be machined are located. This is made possible by the fact that electrochemical peeling can be carried out without a preheat time, with a quick start.

Jóllehet a 10. ábrán bemutatott megoldásnál a berendezés mozog a rögzített munkadarab fölött, ₆₅ nyilvánvaló, hogy a művelet úgy is megoldható, hogy a berendezés rögzített, és a munkadarabot mozgatjuk a kívánt sebességgel a berendezés alatt.Although in the embodiment of FIG. 10 the apparatus moves over the fixed workpiece ₆₅ , it is obvious that the operation can also be accomplished by the apparatus being fixed and moving the workpiece at the desired speed under the apparatus.

A 11. ábrán a 10. ábrán bemutatott megoldás 5 egy változatát láthatjuk. Ennél a kialakításnál H tükör fogja fel a közvetlen lézersugarat, és sorban a W munkadarab . fölött elhelyezett F tükörhöz irányítja. Az F tükrök és a W munkadarab között G fókuszáló lencsék vannak elhelyezve.Figure 11 shows a variant of the solution 5 shown in Figure 10. In this design, the H-mirror captures the direct laser beam and the W workpiece in series. over the F mirror. Between the mirrors F and the workpiece W are located focussing lenses G.

Ha a 10. és 11. ábrán bemutatott berendezéssel olyan helyi hántolást végzünk egy adott munkadarab felületének különböző részein, ahol két vagy három hántolandó rész egymás mellett és egymás után helyezkedik el, és ezeket különböző hántolóegységekkel különböző időpontokban kell elkezdeni hántolni oly módon, hogy a különböző egységek sebessége teljesen azonos a munkafolyamat minden pillanatában, minthogy a munkadarab és a berendezés egymáshoz viszonyított sebessége állandóiakkor az egész művelet során nem engedhető meg az előtolás lassítása, és az állandó sebességet biztosítani kell az első hántolóegység munkába lépésétől egészen addig, amíg az utolsó hántolóegység az utolsó műveletet be nem fejezi. Ha ez nem történik meg, akkor az egyik hántolóegység ellenőrizhetetlen hatással lesz a szomszédos egység működésére. Másszóval, ha a berendezést lelassítjuk, például azért, hogy a hagyományos módon beindítható hántoláshoz előmelegítést végezzünk, akkor azokban az egységekben, amelyekben a hántoló oxigénsugár be van kapcsolva, ez az oxigénsugár mély lyukat éget a munkadarabba. Ily módon nyilvánvaló, hogy miért nem engedhető meg bármiféle lassítás vagy leállás, és hogy miért szükséges az elektrokémiai hántolás beindításának rendkívül gyors elvégzése.When the apparatus shown in Figures 10 and 11 is used to carry out a local peeling on different parts of the surface of a workpiece, two or three peelable parts are located side by side and sequentially and must be peeled off at different times by different peeling units. the speed of the units is exactly the same at every moment of the workflow, since the relative speed of the workpiece and the equipment are constant during the entire operation, no slowing of the feed is allowed and constant speed must be ensured from the first debarking unit to work until the last does not complete the operation. If this does not happen, one of the husking units will have an uncontrollable effect on the operation of the adjacent unit. In other words, if the equipment is slowed down, for example, to perform preheating for the conventionally started peeling, in units where the peeling oxygen jet is turned on, this oxygen jet burns a deep hole in the workpiece. In this way, it is obvious why any deceleration or stoppage cannot be allowed and why it is necessary to perform the electrochemical peeling very quickly.

Lényeges még az is, hogy a találmány szerinti eljárás során nem áll elő egyetlen hántolt felület, és a hántolási sávok nem fedik át egymás és nincs hántolatlan sáv közöttük. Ez a találmány szerint úgy küszöbölhető ki, hogy az egymás mellett szorosan elhelyezett hántolóegységek fúvókéit a 12. ábrán bemutatott módon alakítjuk ki.It is also important that the process according to the invention does not produce a single peeled surface, and the peeling bands do not overlap and there is no peeled band between them. This can be eliminated in accordance with the present invention by forming the nozzles of closely spaced debarking units as shown in FIG.

A 12. ábrán az egymás mellett elhelyezett 51 hántolóegységek fúvókéinak kialakítása látható. Ezek a fúvókák az oxigénsugarat kibocsátó 63 résfúvókák két oldalán sorban elrendezett 61 és 62 furatokat tartalmazzák, amelyeken keresztül a fűtőgázok áramlanak ki. A 63 résfúvóka általában 0,6 cm magas és 20 cm széles. A széleinél a 63 résfúvóka 64 szűkítőelemekkel van leszűkítve. Ezek a 64 szűkítőelemek célszerűen 3 cm hosszúak, és maximális magasságuk 0,4 cm. A 64 szűkítőelemek belső oldalai körülbelül 10°-os szögben hajlanak kifelé. A 64 szűkítőelemek a 63 résfúvókák mindkét oldalán el vannak helyezve, és fokozatosan csökkenő fúvókavastagságot biztosítanak; a széleken anélkül, hogy teljesen leszűkítenék a 63 résfúvó· kákát, mint ahogy az a 2. ábrán bemutatott hagyományos résfúvókáknál történik. A 2. ábrán bemutatott résfúvókák esetében ugyanis a hántolt sáv mindig keskenyebb, mint az oxigént kibocsátó résfúvóka szélessége, míg a 12. ábrán bemutatott fúvókacsoportban kialakított 63 résfúvókák, bár méretük a peremeiknél csökken, legalább olyan széles hántolt sávot biztosítanak, mint a 63 résfúvókák szélessége.Figure 12 illustrates the formation of nozzles of adjacent shelling units 51. These nozzles comprise holes 61 and 62 arranged in series on both sides of the oxygen jet nozzle 63 through which the heating gases flow. The slot nozzle 63 is generally 0.6 cm high and 20 cm wide. At its edges, the nozzle nozzle 63 is narrowed by means of reducing elements 64. These reducers 64 are preferably 3 cm long and have a maximum height of 0.4 cm. The inside sides of the reducers 64 are inclined outwardly at an angle of about 10 °. The reducers 64 are disposed on both sides of the slot nozzles 63 and provide a progressively decreasing nozzle thickness; at the edges without completely narrowing the slit 63, as is the case with the conventional slit nozzles shown in Figure 2. In the case of the nozzles shown in Fig. 2, the hinged bar is always narrower than the width of the oxygen-emitting nozzle, while the nozzles 63 formed in the nozzle group shown in Fig. 12, although smaller in size at their edges, provide at least as wide hollow bands .

A 13. ábrán egy olyan munkadarabot mutatunk be felülnézetben, amelyet a 10. és 11. ábrán bemutatott fúvókarendszert tartalmazó berendezésnél munkáltunk meg folyamatosan mozgó berendezéssel, illetve munkadarabbal. Az ábrán látható, hogy a megmunkálandó egység 51 hántolóegységeket tartalmaz, amelyek szorosan egymás mellett vannak elhelyezve. Valamennyi 51 hántolóegység 53 fúvócsővel, valamint P prizmákat és T csőbe illesztett fókuszáló lencsét tartalmazó optikai rendszenei van ellátva. Az 51 hántolóegységekbe csővezetékeken át jut a futógáz, illetve az oxigén.Fig. 13 is a plan view of a workpiece machined with a continuously moving device or workpiece in an apparatus comprising the nozzle system of Figures 10 and 11. In the figure, the unit to be machined comprises shredding units 51 which are arranged close to each other. Each of the husking units 51 is provided with a nozzle tube 53 and optical systems comprising a prism P and a focusing lens mounted in a T tube. The decontamination units 51 are supplied with pipeline gas and oxygen.

A W munkadarab felületén jól megfigyelhetők a jól lehántólt 81, 82, 83, 84 és 85 zónák. Amint a mozgó megmunkáló eléri a W munkadarabot, a 74 hántolóegységet kell elsőnek beindítani, amikor a hántolandó 84 zóna 86 elülső részéhez érkezik. A hántolás folyamatának a 74 hántolóegységben egészen addig kell tartani, amíg a 84 zóna hátsó 87 vonalát a berendezés el nem éri. A 74 hántolóegység leállításával egyidejűleg lép működésbe a 71 és 72 hántolóegység. Ahogy a berendezés egyenletes sebességgel halad a W munkadarab mentén, a 72 hántolóegység bekapcsolva marad egészen a 82 zóna végének eléréséig, amikor is a berendezés kezelője vagy az előre beállított automatika kikapcsolja. A 71 hántolóegység továbbra is bekapcsolva marad egészen addig, amíg a 81 zóna végpontját el nem éri. A 72 hántolóegység kikapcsolásakor viszont ismét bekapcsol a 74 hántolóegység, majd nem sokkal ezután, a 83 zóna elejének elérésekor a 73 hántolóegység. Ezután előbb ismét a 74, majd a 71 hántolóegység kapcsol ki, és csak a 73 hántolóegység működik, amikor a berendezés W munkadarab végét eléri. A 75 hántolóegység viszont a teljes munkafolyamat alatt üzemen kívül marad, minthogy ebben a sávban nincs megmunkálandó zóna.Zones 81, 82, 83, 84 and 85 are well visible on the surface of workpiece W. As soon as the mobile workpiece reaches workpiece W, the deburring unit 74 must be started first when it reaches the front 86 of the zone 84 to be debarked. The peeling process in the peeling unit 74 must be continued until the rear line 87 of the zone 84 is reached. Simultaneously with halting of the husking unit 74, husking units 71 and 72 are activated. As the machine moves at a constant speed along workpiece W, the deburring unit 72 remains on until the end of zone 82 is reached, when it is turned off by the machine operator or by preset automation. The deburring unit 71 remains on until the end point of zone 81 is reached. However, when the debarking unit 72 is switched off, the debarking unit 74 is switched on again, and shortly thereafter, upon reaching the beginning of zone 83, the debarking unit 73 is turned on. Thereafter, the debarking unit 74, then the debarking unit 71, is switched off again, and only the debarking unit 73 operates when the machine reaches the end of workpiece W. The deburring unit 75, on the other hand, remains inactive throughout the entire process, since there is no zone to be machined in this band.

A 14-17. ábrákon a találmány szerinti megoldás egy olyan kiviteli alakját mutatjuk be, amelynél nem szükséges a nagy intenzitású oxigénsugár és a fúvókacső alkalmazása.14-17. Figures 3 to 5 show an embodiment of the invention which does not require the use of a high-intensity oxygen jet and a nozzle tube.

A 14. ábrán látható az 1 lézerfej, amelyhez 4 fókuszáló lencse tartozik. A szerkezet a hántolóegységre van erősítve, de szükség esetén máshova is kapcsolható. Az 1 lézerfej úgy van elhelyezve, hogy az R lézersugár a W munkadarabot az A pontban érintse. Ebben a pontban kezdődik el a hántolás. A 3 hántolóegység a már ismertetett tipikus részeket tartalmazza, 12 és 13 fűtőtömbökkel van ellátva, és ezeken 14, illetve 15 lángszóróbetétek vannak elhelyezve. Ezeken áramlik ki a gáz. A 16 résfúvóka 19 kibocsátónyílásban végződik. A termokémiai reakció beindításához az A pontot a 12 fűtőtömb 17 alsó felülete, és a 13 fűtőtömb 18 felső felülete meghosszabbított síkjainak a W munkadarabból alkotott metszésvonalai előtt valamivel kell kialakítani. A 3 hántolóegységbe az oxigén és a hevítőgáz az ismert módoti 20, illetve 21 csővezetékeken át jut.Figure 14 shows a laser head 1 having a focusing lens 4. The structure is mounted on the debarking unit, but can be connected elsewhere if necessary. Laser head 1 is positioned so that laser beam R touches workpiece W at point A. This is where the husking begins. The debarking unit 3 comprises the typical parts already described, provided with heating blocks 12 and 13, on which flame arresters 14 and 15 are disposed. These are where the gas flows out. The slit nozzle 16 terminates in an outlet 19. To initiate the thermochemical reaction, point A must be formed slightly before the intersection lines of the lower surface 17 of the heating block 12 and the upper surface 18 of the heating block 13 formed by the workpiece W. Oxygen and heating gas are supplied to the shelling unit 3 via conventional pipelines 20 and 21, respectively.

A 14. ábrán bemutatott berendezés a következő módon működik. Először a 3 hántolóegységből előmelegítő lángot bocsátunk ki a 14 és 15 láng szóró betétek nyílásain kiáramló fűtőgáz meggyújtásával. Ugyanakkor a 19 kibocsátónyíláson át gyenge oxigénáramot engedünk ki. Az előmelegítő lángot 22 szaggatott vonallal jelöltük. A munka5 darab és a 3 hántolóegység között ezután beindítjuk a mozgást. Mielőtt a hántolandó felületrész az A pontba érkezik, a 16 résfúvóka 19 kibocsátónyílásán át kiáramló oxigén mennyiségét megnöveljük a hántoláshoz szükséges sebességre. 10 Ezzel egyidejűleg vagy közvetlenül ezután az R lézersugárt is beindítjuk, és ezzel az A pontban levő felületrészt gyújtási hőmérsékletre hevítjük. Ekkor az A pontban beindul a termokémiai reakció. Az R lézersugarat ezután a munkadarab hala15 dási irányára merőlegesen kezdjük el mozgatni, hogy a termokémiai reakciót kiterjesszük a kívánt szélességűre. A hántoló oxigénsugarat mindaddig bekapcsolva tartjuk, amíg a hántolást fenntartani kívánjuk. A lézersugarat azonban ki lehet kap20 csolni, mihelyt a megfelelő szélességű olvadékréteget létrehoztuk.The apparatus shown in Figure 14 operates as follows. First, a preheating flame is discharged from the debarking unit 3 by igniting the fuel gas flowing out of the openings of the flame spray pads 14 and 15. However, a weak stream of oxygen is discharged through the outlet port 19. The preheating flame is indicated by 22 dashed lines. The movement between the work piece 5 and the debarking unit 3 is then started. Before the surface area to be peeled arrives at point A, the amount of oxygen flowing through the outlet opening 19 of the nozzle nozzle 16 is increased to the rate required for peeling. Simultaneously or immediately thereafter, the laser beam R is started and the surface portion at point A is heated to the ignition temperature. Then, at point A, the thermochemical reaction begins. The laser beam R is then started to move perpendicular to the direction of travel of the workpiece to extend the thermochemical reaction to the desired width. The scavenging oxygen beam is maintained for as long as the scrambling is desired. However, the laser beam can be switched off as soon as the appropriate width of the melt layer is formed.

Ha a munkadarab felületén nem akarunk gyors termokémiai reakciót beindítani, a munkadarab és a hántolóegység egymáshoz viszonyított elmozdu25 lását elegendő a termokémiai reakció beindulása után létrehozni. A találmány szerinti gyors beindítás csak akkor szükséges, ha a munkadarab a hántolás beindításakor mozgásban van.Unless a rapid thermochemical reaction is initiated on the workpiece surface, it is sufficient to establish a relative displacement of the workpiece and the debarking unit after the thermochemical reaction has begun. The quick start according to the invention is only necessary if the workpiece is in motion when the peeling is started.

A 15. és 16. ábrán két olyan megoldást muta30 tünk be, amely lehetővé teszi, hogy a munkadarab felületén a kívánt szélességű olvadékréteget hevítsük a gyúlási hőmérsékletre. A 15. ábra tulajdonképpen a 14. ábrán bemutatott megoldás elölnézete, de ezen az ábrán nem tüntettük fel a hánto3₅ lóegységet a jobb áttekinthetőség kedvéért. Az 1 lézerfej és a hozzá tartozó optikai rendszer az ábrán látható módon β szöggel fordítható el. A β szögnek megfelelő elfordulás, illetve elmozdulás során az R lézersugár folyamatosan hevíti fel az 40 útjába eső pontokat, és így a munkadarab felületén az A és B pontok között folyamatos olvadékréteget alakít ki és hevít a gyújtási hőmérsékletre. Az 1 lézerfej billentése helyett megoldható az R lézersugár mozgatása optikai úton is.Figures 15 and 16 show two solutions that allow the melt layer of the desired width to be heated to the ignition temperature on the workpiece surface. Figure 15 actually solution shown in Figure 14 is a front view, but not shown in the hánto3 horse unit ₅ in this figure for clarity. The laser head 1 and its associated optical system can be rotated by an angle β as shown. During rotation or displacement at an angle β, the laser beam R continuously heats the points in its path 40, thereby forming a continuous melt layer between points A and B on the workpiece surface and heating to the ignition temperature. Instead of tilting the laser head 1, it is also possible to move the laser beam R by optical means.

^A széles olvadékréteg létrehozásának egy másik módja látható a 16. ábrán. Itt az R lézersugár az A és B pontok között oly módon mozog, hogy az M tükör a 4 lencsével a kihúzott vonallal ábrázolt helyzetből a szaggatott vonallal ábrázolt helyzetbe ₅₀ mozog. A W munkadarab felületén levő A és B pontok között tehát az R lézersugár folyamatosan elmozdul, és az A pontból a másik szélső helyzetbe, a B pont fölé érve foglalja el az M’ tükör és a 4’ lencse a másik szélső helyzetet, amikor az R’ ₅₅ lézersugár pontosan a B pontba esik be. ^The wide fusible creating another way shown in Figure 16. Here, the laser beam R moves between points A and B such that the mirror M moves with the lens 4 from the position shown by the drawn line to the position shown by the dotted line ₅₀ . Thus, between the points A and B on the surface of the workpiece surface W, the laser beam R moves continuously, and from point A to the other extreme position above point B, the mirror M 'and the lens 4' occupy the other extreme position when R ' ₅₅ laser beams fall exactly at point B.

A 15. és 16. ábrán bemutatott lézerek célszerűen nem impulzuslézerek, hanem folyamatosan működő lézerek. Természetesen alkalmazható e célra impulzuslézer is, ez esetben az A és B pontok között szorosan egymás mellett számos a gyújtási hőmérsékletre hevített pont alakul ki. Az egymástól elhatároltan kialakuló pontok az oxigénsugár hatására összeolvadnak és kialakul a hántolási réteg. Hasonló eredmény érhető el természetesenThe lasers shown in Figures 15 and 16 are preferably not pulsed lasers, but continuous lasers. Of course, a pulsed laser can also be used for this purpose, in which case several points heated to the ignition temperature are formed in close proximity between points A and B. Separately formed points merge under the influence of oxygen and a peeling layer is formed. A similar result can, of course, be obtained

IS.It IS.

még számos optikai rendszer vagy akár több lézer felhasználásával is.even with many optical systems or even more lasers.

A 17. ábrán a találmány szerinti berendezéssel végzett hántolás egy sávját mutatjuk be. Ez tulajdonképpen a 16. ábrán bemutatott elrendezés 4-4 nézete, ahol egyetlen lézert alkalmazunk, és a sávot az M tükör folyamatos mozgatásával hozzuk létre. Az ábrán látható sávnál a termokémiai reakció az A pontban kezdődik, és folyamatosan halad a B pont felé. Az A és B pontokat összekötő egyenes a munkadarab mozgási irányával szöget zár be, éppen azért, mert a munkadarab a beindítás alatt mozgásban van. A 101 sáv mutatja az ábrán a hántolt felületet.Figure 17 shows a strip of peeling with the apparatus of the invention. This is actually 4-4 views of the arrangement shown in Figure 16, where a single laser is used and the band is created by continuously moving the mirror M. In the bar shown in the figure, the thermochemical reaction begins at point A and proceeds continuously to point B. The line connecting points A and B is at an angle to the direction of movement of the workpiece precisely because the workpiece is in motion during start-up. The bar 101 shows the peeled surface in the figure.

A 14—17. ábrákon bemutatott megoldás ugyanolyan célokra használható, mint azok a megoldások, amelyeknél nagy intenzitású oxigénsugarat alkalmazunk. A felhasználási terület magában foglalja azokat a területeket, ahol hagyományosan hántolást végeznek, azaz valamely munkadarab teljes felületét lehántoljuk, végezhető a találmány szerinti megoldással helyi hántolás is egy nagyobb munkadarab felületén anélkül, hogy a hántolt felületrészek bordákkal, gyűrődésekkel vagy bemélyedésekkel lennének elválasztva a hántolatlan felülettől. Ugyancsak használható ez a megoldás is olyan esetekben, amikor nagy felületű munkadarabon végzünk hántolást egyidejűleg több hántolóegységgel.14-17. The solution shown in FIGS. 6 to 8 is used for the same purposes as those employing a high intensity oxygen beam. The field of application encompasses areas in which peeling is conventionally carried out, i.e., the entire surface of a workpiece is peeled. The present invention also provides for local peeling on a larger workpiece surface without separating the peeled surface portions with ribs, creases, or indentations. This solution can also be used in cases where a large surface workpiece is debarked simultaneously with several debarking units.

A találmány szerinti eljárás, illetve berendezés alkalmazása során a lézer működtetéséhez szükséges energia mennyisége számos tényezőtől függ. Ilyen tényezők a hántolási sebesség, a munkadarab összetétele és hőmérséklete, az oxigénáram sebessége és tisztasága stb. Mindazonáltal a találmány szerinti megoldás megvilágítására és a gyakorlatban történő 35 hasznosítás érdekében az alábbiakban kiviteli példát mutatunk be.The amount of energy required to operate the laser when using the method or apparatus of the invention depends on many factors. Such factors include peeling speed, workpiece composition and temperature, oxygen flow rate and purity, etc. However, to illustrate the present invention and to make it useful in practice, an embodiment will be described below.

A kísérlet során az 1. ábrán bemutatott berendezést használtuk. A hántolóegység szélessége 15 cm volt. A 16 résfúvóka 19 kibocsátási nyílásán 40 kiáramló oxigénsugár sebessége 570 nm³/óra volt. A hevítőgáz sebessége 40 nm’ /óra volt. A munkadarabot a hántolóegységhez képest 14 m/perc sebességgel mozgattuk. Az oxigént kibocsátó fúvócső körkeresztmetszetű volt, és belső átmérője 2 cm 45 nagyságúra volt kialakítva. A fúvócsőnek a munkadarabbal bezárt szöge 50 volt. A fúvócsőből kiáramló oxigénsugár sebességét 850 nm³/óra értékre állítottuk be. Az alkalmazott lézer kristályos Nd-YAG impulzuslézer volt, ahol a kibocsátott 50 lézersugár átmérője 1 mm, divergenciája 5 milliradián volt. Az impulzusok 11 mikroszekundumosak voltak. 50 joule energiájú lézert alkalmaztunk, és a lézer által felhevített pont 2 mm átmérőjű volt. Az alkalmazott megoldásnál az A pont a 55 B pont előtt 1 cm-rel helyezkedett el. A lézerhez 50 cm fókusztávolságú lencsét használtunk fel.In the experiment, the apparatus shown in Figure 1 was used. The debarking unit was 15 cm wide. The velocity of oxygen jet 40 discharged through the outlet opening 19 of the nozzle nozzle 16 was 570 nm ³ / h. The heating gas rate was 40 nm / hour. The workpiece was moved at a speed of 14 m / min relative to the deburring unit. The oxygen-emitting nozzle was circular in cross-section and had an internal diameter of 2 cm 45. The angle of the nozzle to the workpiece was 50. The velocity of the oxygen jet exiting the nozzle was set at 850 nm ³ / h. The laser used was a crystalline Nd-YAG pulsed laser with a diameter of 1 mm and a divergence of 5 milliradians. The pulses were 11 microseconds. A laser with an energy of 50 joules was used and the point heated by the laser was 2 mm in diameter. In the solution used, point A was 1 cm ahead of point 55 B. A 50 cm focal length lens was used for the laser.

A működtetés során először a hevítőlángot gyújtottuk be, és biztosítottuk a munkadarabnak a hántolóegységhez viszonyított elmozdulását. A hán- 60 tolás beindításakor adott jelzés után a fúvócsövön át megindult az oxigénsugár, és a lézersugár által félhevített pontban olvadékot alakítóit ki. Az acélon létrejövő fémolvadékban ezzel beindult a termokémiai reakció. A lézerimpulzust követően kö- ¢5During operation, the ignition flame was first lit and the workpiece moved relative to the debarking unit. After signaling at the start of the stroke 60, the jet of oxygen began to flow through the nozzle and form a melt at the half-heated point by the laser beam. The metal molten on the steel thus initiated a thermochemical reaction. After the laser pulse, ¢ 5

1(5 rülbelül egy fél másodperc után a fúvócsőből áramló oxigénsugarat fokozatosan kikapcsoltuk, és így az első impulzust követő 3/4 másodperc elteltével a fúvókán mért intenzitás nullára csökkent. A 5 hántolófúvókát úgy kapcsoltuk be, hogy teljes teljesítményének legalább 50%-át érje el, amikor a lézerimpulzus megjelenik. A hántoló oxigénsugarat végig a hántolás során fenntartottuk, egészen addig, amíg a hántolandó terület végét, el nem értük. A 10 hántolt sáv szélessége 15 cm, mélysége 3 mm volt.1 (after approximately one and a half seconds, the jet of oxygen from the nozzle was gradually switched off, so that after 3/4 seconds after the first pulse, the intensity measured on the nozzle was reduced to zero. The 5 nozzle was switched on to achieve at least 50% of its full power. The peeling oxygen beam was maintained throughout the peeling until the end of the peeling area was reached, the width of the 10 peeled bands was 15 cm and the depth was 3 mm.

Az acél munkadarab hőmérséklete a hántolás alatt oTemperature of the steel workpiece during peeling o

C maradt. Az acél, amelyen a hántolást végeztük, kis széntartalmú szénacél volt, a hevítéshez pedig földgázt alkalmaztunk.C left. The steel on which the skinning was carried out was low carbon carbon steel and natural gas was used for heating.

A találmány szerinti eljárás foganatosítása során a hevítőláng begyújtható a lézersugár által létrehozott fémolvadékkal vagy az oxigénfúvókával is. Jóllehet a találmányt csupán néhány célszerű kialakítás segítségével mutattuk be, nyilvánvaló, 20 hogy ezeken kívül még számos hasonló kivitelre, illetve foganatosítási módra van lehetőség anélkül, hogy a találmány lényegétől eltérnénk. Lehetséges például folyamatosan működő lézer felhasználása, kivitelezhető a berendezés oly módon, hogy két 25 vagy több oxigén fúvókát alkalmazunk, és a fúvókákat különböző keresztmetszettel alakítjuk ki, sőt méreteik is különbözők lehetnek. A találmány szerinti eljárás foganatosítására használt berendezésben alkalmazható szükség esetén két vagy annál több 30 lézerfej is, ha szükségesnek látszik. Alkalmazható az eljárás - jóllehet acélon mutattuk be - bármely vasötvözetnél, sőt tetszőleges fémfelület hántolásához.In carrying out the process of the invention, the heating flame can also be ignited by a metal melt generated by a laser beam or by an oxygen nozzle. Although the invention has been illustrated by means of only a few preferred embodiments, it is obvious 20 that many similar embodiments and embodiments are possible without departing from the spirit of the invention. For example, it is possible to use a continuously operating laser, the apparatus may be implemented by using two or more oxygen nozzles, and the nozzles may be of different cross-sections and may even have different dimensions. Two or more laser heads 30 may be used in the apparatus used to carry out the method of the present invention if deemed necessary. The process, although shown on steel, can be used for any iron alloy, and even for stripping any metal surface.

Szabadalmi igénypontok:Patent claims:

Claims

Patent claims:

CLAIMS 1. A method of rapidly initiating a thermochemically despreading of a peeling oxygen jet, wherein at least a portion of the surface to be machined is melted or heated to a combustion temperature and the peeling unit and the workpiece are moved relative to one another.

a) at the point of the workpiece where the thermochemical reaction is to be initiated by directing a high-intensity oxygen beam and forming a metal bath in the vicinity of the point,

b) heating the point to or at contact with a laser beam at the same time as the movement is initiated, and then

c) switching off the high intensity oxygen beam when the metal bath has reached the desired width. (Priority: 10 June 1976)

2. The method of claim 1, wherein said laser beam is directed from a point between the center line of the high intensity oxygen beam and the point of intersection of the surface to be machined to a point 10 cm ahead of the point of intersection. (Priority:

10, 1976)

3. The method of claim 2, wherein said laser beam is directed to a region between the lowest geometric component of the inner periphery of the high intensity oxygen jet nozzle and the intersection of the surface to be machined and a point 10 cm in front of said intersection. (Priority: 10 June 1976)

4. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the high-intensity oxygen beam is directed to the workpiece surface with its geometric axis at an angle of 30 to 80 with the workpiece surface and blown in parallel with the workpiece movement direction. (Priority: 10 June 1976)

5. j The method according to any preceding embodiment, wherein the high intensity oxygen jet is directed to the workpiece surface to the geometrical axis thereof close 30-80 angle to the workpiece surface, and the metal bath is perpendicular to the workpiece motor ₂ direction is blown out. (Priority: 10 June 1976)

6. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that, after the melt bath has expanded, a flat peeling oxygen beam _{2 is} applied to the workpiece surface at an acute angle. (Priority: 10 June 1976)

7. The method of claim 6, wherein the flat peeling oxygen beam ₃ is formed such that the intensity in the beam decreases toward its edges and, after a continuous transition at the outermost point of the beam, reaches zero intensity and with this beam forming a debarking band having a width less than ₃ than the width of the oxygen beam. (Priority: 10 June 1976)

8. A method according to claim 6, characterized in that the flat peeling oxygen beam is formed such that the intensity decreases towards the edges of the beam ₄ , but also at its extremities greater than zero, and with such a beam a band having the same width as the oxygen beam is formed. (Priority: 10/19/1976) 4í

9. The method of claim 6, wherein the flat peeling oxygen beam is uniformly formed throughout its cross-section. (Priority: 1976.

V. 10.) 5 (

10. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a stripping strip of the same or greater width is formed as the metal bath. (Priority: 10 June 1976) 55

11. A method of rapidly initiating thermochemically despreading by means of a scavenging oxygen jet, wherein at least a portion of the surface to be machined is melted or heated to a combustion temperature and the scavenging unit and the workpiece are moved relative to one another.

a) the part of the workpiece where the thermochemical reaction 65 is to be initiated is controlled by controlling at least one laser beam, and

b) heating the laser beam at several points in the band perpendicular to the direction of motion at the ignition temperature;

5 let, then

c) directing the peeling oxygen beam onto the molten band and starting the peeling along the full width of the band. (Priority: 25 April 1977)

5

12. The method of claim 11, wherein a continuous laser beam is applied to the workpiece and the laser beam is moved perpendicular to the peeling direction. (Priority: 25 April 1977) ₅

13. The method of claim 11, wherein said pulsed laser emits laser beams onto said workpiece surface and moves said laser beam in a direction perpendicular to the peeling direction. (Priority: 25 April 1977) j

14. The method of claim 11, wherein said laser beam is moved perpendicular to the peeling direction by means of a reflecting mirror and a focusing lens. (Priority: 25 April 1977) ₅

15. A 11-14. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a flat peeling oxygen beam is applied to the workpiece surface. (Priority: 25 April 1977)

16. Apparatus according to claims 1-10. A method according to any one of claims 1 to 5, comprising a preheating flame nozzle and a peeling unit having a peeling oxygen nozzle, characterized in that it is provided with oxygen and closes an acute angle to the workpiece surface in relation to the peeling unit _; nozzle is placed. (Priority: 10 June 1976)

17. An apparatus according to claim 16, characterized in that it is provided with a moving unit which creates a relative displacement between the workpiece and the debarking unit. (Priority: 10 June 1976)

18. The apparatus of claim 16 or 17, wherein the laser is a pulsed laser. (Priority: 10 June 1976)

19. The apparatus of claim 16 or 17, wherein the laser is a crystal laser. (Priority: 10 June 1976)

20. The apparatus of claim 16 or 17, wherein the laser is an Nd-YAG crystalline laser. (Priority: April 10, 1976)

21. An apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is provided with a plurality of shelling units and a plurality of nozzles. (Priority: 10 June 1976)

22. An embodiment of the apparatus of claim 21, wherein said laser optical system comprises partially reflective and partially transmissive elements, said elements being spaced apart in said laser unit. (Priority: 10 June 1976)

23. The apparatus of claim 21, wherein the laser optical system is provided with mirrors spaced apart in the laser unit. (Priority: 10 June 1976)

24. A 21-23. An embodiment of the apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that it is provided with a plurality of lasers and a plurality of optical systems. (Priority: 10 June 1976)

25. Equipment according to FIGS. A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is provided with a peeling unit provided with a scavenging oxygen nozzle, characterized in that at least one laser is provided. (Priority: 1 & ΊΊ. IV. 25.)

26. The apparatus of claim 25, wherein the laser is a continuous laser. (Priority: 25 April 1977)

27. The apparatus of claim 25, wherein the laser is a pulsed laser. (Priority: 25 April 1977) 15

28, pp. 25-27. An apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is provided with a moving unit for generating a relative displacement between the workpiece and the debarking unit. (Priority: 25 April 1977)

29. A 25-28. An apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the laser is provided with a mechanical actuator. (Priority: 25 April 1977)

30. A 25-28. An embodiment of the apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the laser beam is provided with an optical structure. (Priority: 25 April 1977)

9 drawings

For publication: Director of Kft.> 7Xla »Publishing and Legal 814149 - Zrínyi Nyomda, Budapest

International Classification: B 23 K 7/00, 26/00, B 23 D 79/00