RU2495737C1 - Method of electron beam welding control - Google Patents

Method of electron beam welding control Download PDF

Info

Publication number
RU2495737C1
RU2495737C1 RU2012106232/02A RU2012106232A RU2495737C1 RU 2495737 C1 RU2495737 C1 RU 2495737C1 RU 2012106232/02 A RU2012106232/02 A RU 2012106232/02A RU 2012106232 A RU2012106232 A RU 2012106232A RU 2495737 C1 RU2495737 C1 RU 2495737C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welding
weld
electron beam
scanning
current
Prior art date
Application number
RU2012106232/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012106232A (en
Inventor
Владимир Александрович Куликов
Сергей Аркадьевич Собко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
Priority to RU2012106232/02A priority Critical patent/RU2495737C1/en
Publication of RU2012106232A publication Critical patent/RU2012106232A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2495737C1 publication Critical patent/RU2495737C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electron-beam welding, particularly, to welding control methods used in welding of critical complex-geometry parts with higher requirements to weld joints. Electronic beam is intermittently withdrawn from welding area. It is scanned across the butt. Electron emission beam current is registered at every point of scanning to define weld butt joint position by current variation. Dependence of current on electronic beam displacement is defined to estimate electronic beam geometrical parameters. Additionally, scanning path across the butt in formed weld butt area is constructed. Weld butt surface relief is registered to estimate seam quality and to correct welding parameters after combined the main and additional scanning paths.
EFFECT: instantaneous estimation of weld seam quality and electronic beam parameter variation, higher quality of weld joints.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов электронно-лучевой сварки, в частности к способам контроля и управления процессом электронно-лучевой сварки и может быть использовано для сварки ответственных изделий со сложной геометрией и повышенными требованиями к качеству сварного соединения.The invention relates to the automation of welding processes of electron beam welding, in particular to methods for monitoring and controlling the process of electron beam welding and can be used for welding critical products with complex geometry and increased requirements for the quality of the welded joint.

Известно изобретение под названием «Устройство для электроннолучевой сварки» (а.с. СССР №1590285, МПК B23K 15/00, опубл. 1990 г.), в котором описан способ контроля электронно-лучевой сварки, при котором электронный луч периодически выводят из зоны сварки, сканируют его поперек стыка, регистрируют ток луча электронной эмиссии в каждой точке траектории сканирования. Результаты сканирования выводятся на экран электронно-лучевой трубки в виде осциллограмм, совмещением которых, оператор добивается попадания электронного луча в стык свариваемого изделия.The invention is known under the name "Device for electron beam welding" (AS USSR No. 1590285, IPC B23K 15/00, publ. 1990), which describes a method for controlling electron beam welding, in which the electron beam is periodically removed from the zone welding, scan it across the junction, record the current of the electron emission beam at each point of the scan path. The scan results are displayed on the screen of the cathode ray tube in the form of waveforms, by combining which the operator ensures that the electron beam hits the joint of the item being welded.

Данное устройство обеспечивает стабильную работу электроннолучевого устройства при сохранении точности совмещения пятна нагрева на изделии со стыком свариваемых кромок перед сваркой.This device ensures stable operation of the electron beam device while maintaining the accuracy of combining the heating spot on the product with the joint of the welded edges before welding.

Однако данный способ не позволяет учесть, пусть даже незначительные изменения фокусировочных характеристик электронного луча, связанные с применяемой на практике заглубленностью фокального пятна относительно поверхности, тогда как при основном сканировании требуется «острая» фокусировка на поверхности (геометрический параметр электронного луча - диаметр). Невыполнение этих условий не позволяет повысить качество сварного соединения.However, this method does not allow to take into account, even minor changes in the focusing characteristics of the electron beam, related to the practical depth of the focal spot relative to the surface, while the main scanning requires “sharp” focusing on the surface (the geometric parameter of the electron beam is the diameter). Failure to comply with these conditions does not improve the quality of the welded joint.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, выбранным в качестве прототипа, является способ контроля электронно-лучевой сварки, при котором электронный луч периодически выводят из зоны сварки, сканируют его поперек стыка, регистрируют ток луча электронной эмиссии в каждой точке траектории сканирования, по изменению которого судят о положении стыка сварного соединения, устанавливают зависимость тока от перемещения электронного луча и по этой зависимости судят о геометрических параметрах электронного луча (А.с. СССР №1609584, МПК B23K 15/00, опубл. 1990 г.).The closest analogue of the claimed invention, selected as a prototype, is a method for controlling electron beam welding, in which the electron beam is periodically removed from the welding zone, scanned across the junction, the current of the electron emission beam is recorded at each point of the scanning path, the change in which the position of the weld joint, establish the dependence of the current on the movement of the electron beam and from this dependence judge the geometric parameters of the electron beam (A.S. USSR No. 1609584, IPC B23 K 15/00, publ. 1990).

Данный способ - позволяет судить о месте положения стыка свариваемого изделия и о геометрических параметрах луча на основе получаемой зондовой характеристики при сканировании.This method allows you to judge the location of the junction of the welded product and the geometric parameters of the beam based on the obtained probe characteristics during scanning.

Недостатком способа является отсутствие контроля качества сформированного сварного соединения, в частности, определения прожогов и непроваров, что, в свою очередь, влечет за собой брак свариваемого изделия. Также при этом способе отсутствует контроль за фокусировкой в процессе сварки и не предусмотрена возможность ее изменения, что не гарантирует стабильное формирование шва.The disadvantage of this method is the lack of quality control of the formed welded joint, in particular, the definition of burns and lack of fusion, which, in turn, entails the marriage of the welded product. Also, with this method, there is no control over focusing during the welding process and the possibility of changing it is not provided, which does not guarantee stable formation of the seam.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение качества сварного соединения.The problem to which the invention is directed is to improve the quality of the welded joint.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого технического решения - возможность контроля качества формирования шва.The technical result obtained by using the proposed technical solution is the ability to control the quality of the formation of the seam.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе контроля электронно-лучевой сварки, при котором электронный луч периодически выводят из зоны сварки, сканируют его поперек стыка, измеряют ток луча электронной эмиссии в каждой точке траектории сканирования, по изменению которого судят о положении стыка сварного соединения, устанавливают зависимость тока от перемещения электронного луча и по этой зависимости судят о геометрических параметрах электронного луча, особенность заключается в том, что дополнительно создают траекторию сканирования поперек стыка в области сформированного сварного шва, регистрируют рельеф поверхности сварного шва, по которому судят о качестве сварного шва и осуществляют корректировку параметров сварки после совместной обработки основной и дополнительной траекторий сканирования.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of controlling electron beam welding, in which the electron beam is periodically removed from the welding zone, it is scanned across the joint, the current of the electron emission beam is measured at each point of the scanning path, from which the position of the joint of the welded joint is judged , establish the dependence of the current on the movement of the electron beam and from this dependence they judge the geometric parameters of the electron beam, the feature is that they additionally create a tray the length of the scan across the joint in the region of the formed weld, register the surface relief of the weld, which is used to judge the quality of the weld and adjust the welding parameters after joint processing of the main and additional scan paths.

Для более точного определения положения стыка и повышения точности оценки качества сформированного шва во время основной и дополнительной траекторий сканирования устанавливают ток фокусировки, соответствующий минимальному диаметру луча, а при сварке выдерживают оптимальную для данной формы шва величину фокусировки с учетом поправок.To more accurately determine the position of the joint and improve the accuracy of assessing the quality of the formed weld during the main and additional scanning paths, a focusing current is set that corresponds to the minimum beam diameter, and during welding, the focus value that is optimal for this weld shape is maintained taking into account corrections.

Для контроля и поддержания требуемой степени фокусировки относительно поверхности свариваемого изделия на основной траектории сканирования осуществляется модуляция фокуса в узком диапазоне токов фокусировки. По анализу крутизны фронта сигнала с коллекторов отраженных электронов определяют значение «острой» фокусировки.To control and maintain the required degree of focusing relative to the surface of the welded product on the main scanning path, focus is modulated in a narrow range of focusing currents. By analyzing the steepness of the signal front from the reflected electron collectors, the value of “sharp” focusing is determined.

Отличительными признаками предлагаемого способа от указанного выше известного (прототипа) являются:Distinctive features of the proposed method from the above known (prototype) are:

- создание дополнительной траектории сканирования поперек стыка в области сформированного сварного шва;- creating an additional scanning path across the joint in the region of the formed weld;

- регистрация рельефа поверхности сварного шва, по которому судят о качестве сварного шва;- registration of the surface relief of the weld, which is used to judge the quality of the weld;

- корректировка параметров сварки после совместной обработки основной и дополнительной траекторий сканирования.- correction of welding parameters after joint processing of the main and additional scanning paths.

Благодаря наличию этих признаков, совместно с признаками, общими с прототипом, становится возможным контролировать геометрические параметры электронного луча путем регулирования его фокусировки. Это дает возможность осуществлять контроль за качеством формирования шва и таким образом, решить задачу повышения качества сварного соединения.Due to the presence of these features, together with features common to the prototype, it becomes possible to control the geometric parameters of the electron beam by adjusting its focus. This makes it possible to monitor the quality of the formation of the seam and thus solve the problem of improving the quality of the welded joint.

При проведении анализа уровня техники, включающего поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявлении источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам данного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных отличительных признаков от прототипа, изложенных в формуле изобретения.When conducting analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and identifying sources containing information about analogues of the claimed invention, no analogues were found that are characterized by features that are identical to all the essential features of this invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential distinguishing features from the prototype set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. В результате поиска не выявлены технические решения с этими признаками. На этом основании можно сделать выводы о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».To verify the conformity of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. As a result of the search, no technical solutions with these characteristics were identified. On this basis, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа;Figure 1 presents a functional diagram of a device for implementing the proposed method;

На фиг.2 представлен вид траектории электронного луча при сканировании зоны сварки;Figure 2 presents a view of the path of the electron beam when scanning the welding zone;

На фиг.3 представлен внешний вид зондовой характеристики электронного луча в зоне траектории сканирования AB;Figure 3 presents the appearance of the probe characteristics of the electron beam in the area of the scan path AB;

На фиг.4 представлен внешний вид зондовой характеристики электронного луча в зоне траектории сканирования CD.Figure 4 presents the appearance of the probe characteristics of the electron beam in the area of the CD scan path.

Устройство, реализующее заявляемый способ, содержит электроннолучевую пушку 1, систему статической фокусировки 2, систему статического отклонения 3, 4 по осям X и Y (первый канал статического отклонения), систему динамической фокусировки и отклонения 5, 6, 7 по осям X и Y (второй канал динамического отклонения). Также устройство содержит сегментированный блок коллекторов отраженных электронов 8. Элементы 2-7 образуют электронно-оптическую систему. Управление электронно-оптической системой производится посредством блока усилителей 9 и блока цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) 10. Преобразование сигнала отраженных электронов осуществляется с помощью блока преобразователей уровня сигналов 11 и блока аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 12. Обработка и передача сигналов управления электронно-оптической системой электронной пушки и сигналов с блока 8 коллекторов отраженных электронов производится микроконтроллером 13, блоком ПЛИС 14 (программируемая интегральная логическая схема), модулем статической памяти 15 и персональным компьютером (ПК) 16. Устройство осуществляет сварку изделия 17 по стыку 18 (фиг.1).A device that implements the inventive method contains an electron beam gun 1, a static focusing system 2, a static deflection system 3, 4 along the X and Y axes (the first static deflection channel), a dynamic focusing system and deflection 5, 6, 7 along the X and Y axes ( second dynamic deflection channel). The device also contains a segmented block of collectors of reflected electrons 8. Elements 2-7 form an electron-optical system. The electron-optical system is controlled by means of a block of amplifiers 9 and a block of digital-to-analog converters (DAC) 10. The signal conversion of reflected electrons is carried out using a block of signal level converters 11 and a block of analog-to-digital converters (ADC) 12. Processing and transmission of control signals electronically the optical system of the electron gun and signals from block 8 of the collectors of reflected electrons is produced by microcontroller 13, block FPGA 14 (programmable integrated logic circuit ma), a static memory module 15 and a personal computer (PC) 16. The device performs welding of the product 17 at the junction 18 (figure 1).

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Электронно-лучевой пушкой 1 формируется электронный луч. Микроконтроллер 13 через блок ПЛИС 14, блок ЦАП 10 и блок усилителей 9 отклоняющей системы электронно-лучевой пушки периодически на крайне малое время, не изменяя ток луча, выводит электронный луч из зоны сварки и сканирует его поперек стыка с изменением тока фокусировки на «острую». При этом луч перемещают по траектории в виде двойного треугольника. В зоне траектории первого треугольника O-A-B (основная траектория сканирования) электронный луч осуществляет поиск стыка (фиг.2). После чего дополнительно создают траекторию сканирования поперек стыка в области сформированного сварного шва в виде второго треугольника O-C-D (дополнительная траектория сканирования). На дополнительной траектории регистрируют рельеф поверхности сварного шва, по которому судят о качестве сварного шва.An electron beam gun 1 forms an electron beam. The microcontroller 13 through the FPGA block 14, the DAC block 10 and the amplifier block 9 of the deflecting system of the electron beam gun periodically for an extremely short time, without changing the beam current, removes the electron beam from the welding zone and scans it across the junction with the focus current changing to “sharp” . In this case, the beam is moved along the trajectory in the form of a double triangle. In the area of the trajectory of the first triangle O-A-B (the main scanning path), the electron beam searches for the junction (figure 2). Then additionally create a scan path across the joint in the area of the formed weld in the form of a second triangle O-C-D (additional scan path). On an additional trajectory, the surface relief of the weld is recorded, by which the quality of the weld is judged.

Во время основной и дополнительной траекторий сканирования устанавливают ток фокусировки, соответствующий минимальному диаметру луча, а при сварке выдерживают оптимальную для данной формы шва величину фокусировки с учетом поправок. Причем на основной траектории сканирования осуществляется модуляция фокуса в узком диапазоне токов фокусировки.During the main and additional scanning paths, the focusing current is set corresponding to the minimum beam diameter, and during welding, the focusing value is optimal for a given shape of the seam, taking into account corrections. Moreover, on the main scanning path, focus is modulated in a narrow range of focus currents.

Таким образом, осуществляется оценка качества сварного шва в плане поиска дефектов сварки (непровар, прожог, грубый рельеф с перепадами профиля выше допустимого). Переход луча с основной траектории к дополнительной происходит без временной задержки. После замыкания дополнительной траектории в точке сварки O осуществляется временная задержка для основного сварочного воздействия.Thus, the quality of the weld is assessed in terms of the search for welding defects (lack of penetration, burn-through, rough terrain with profile differences above the permissible). The beam transitions from the main path to the additional one without a time delay. After the additional trajectory is closed at the welding point O, a time delay is applied to the main welding action.

Для управления положением электронного луча используется два канала. Первый канал статического отклонения 3-4 имеет низкое быстродействие для позиционирования электронного луча в основное время процесса сварки с учетом поправочных коэффициентов на положение стыка. Второй канал динамического отклонения 5, 6, 7 имеет высокое быстродействие для обеспечения поискового и оценочного сканирования сварного шва за минимальное время, достаточное чтобы не закрылся канал проплавления.Two channels are used to control the position of the electron beam. The first channel of static deviation 3-4 has a low speed for positioning the electron beam in the main time of the welding process, taking into account correction factors for the position of the joint. The second channel of dynamic deflection 5, 6, 7 has a high speed to provide search and evaluation scanning of the weld for the minimum time sufficient to prevent the penetration channel from closing.

Траектория движения электронного луча разбита на ряд дискретных точек, равных по количеству разрядности блока ЦАП 10. В каждой точке траектории сканирования при помощи блока АЦП 12 регистрируется ток луча электронной эмиссии, снимаемый с коллекторов отраженных электронов 8. Цифровой код, пропорциональный сигналу эмиссии с помощью быстродействующего блока ПЛИС 14 сохраняется в модуле статической памяти 15 для вычисления поправочных коэффициентов перед началом нового сканирования.The path of the electron beam is divided into a number of discrete points equal in number of bits to the DAC unit 10. At each point of the scan path using the ADC block 12, the electron beam current is recorded from the reflected electron collectors 8. A digital code proportional to the emission signal using a high-speed FPGA 14 is stored in the static memory module 15 to calculate correction factors before starting a new scan.

В памяти 15 устройства управления сохраняется два потока данных, относящихся к двум траекториям сканирования - основной и дополнительной, отвечающим, соответственно, за поиск стыка и оценку качества сварного соединения.In the memory 15 of the control device, two data streams are stored that relate to two scanning paths - the primary and secondary, which are responsible, respectively, for the search for the joint and the quality assessment of the welded joint.

По результатам обработки сигнала электронной эмиссии из зоны сканирования AB и определения экстремума интенсивности сигнала, судят о положении стыка сварного соединения по изменению тока электронной эмиссии.According to the results of processing the electron emission signal from the scanning zone AB and determining the extremum of the signal intensity, the position of the weld joint is judged by the change in the electron emission current.

По обработанным данным устанавливают зависимость тока от перемещения электронного луча - строят нормализованную зондовую характеристику (сигнал от стыка в зоне сканирования AB) и по этой зависимости судят о геометрических параметрах электронного луча (фиг.3).According to the processed data, the dependence of the current on the movement of the electron beam is established - a normalized probe characteristic (signal from the joint in the scanning zone AB) is built and this geometry is used to judge the geometric parameters of the electron beam (Fig. 3).

Анализ данной характеристики показывает четкую экстремальную зависимость сигнала электронной эмиссии. Определив положение экстремума на данной зондовой характеристике и сопоставив его положение с координатами положения луча, заданными системой статического отклонения, вычисляется корректировка для системы статического отклонения. Также, по достижению сигналом электронной эмиссии определенного порога (например, 50% по амплитуде сигнала), с учетом расстояния между точками спада и подъема вычисляется диаметр электронного луча.An analysis of this characteristic shows a clear extreme dependence of the electron emission signal. Having determined the position of the extremum on this probe characteristic and comparing its position with the coordinates of the beam position given by the static deviation system, the correction for the static deviation system is calculated. Also, when the electron emission signal reaches a certain threshold (for example, 50% of the signal amplitude), taking into account the distance between the recession and rise points, the diameter of the electron beam is calculated.

Оценка крутизны нарастания и спада сигнала эмиссии тока отраженных электронов и оценка амплитуд гармоник модулированного стыком сигнала позволяют произвести оценку степени фокусировки электронного луча относительно «острой» фокусировки и его геометрические параметры (диаметр). Это позволяет ввести поправку на изменение фокусировки в зоне сварки по результатам поискового сканирования детали, как при продольной сварке, так и при сварке кольцевых или сложнопрофильных соединений.Evaluation of the steepness of the rise and fall of the signal of the current emission of reflected electrons and the estimation of the amplitudes of the harmonics of the signal modulated by the junction allow the degree of focusing of the electron beam relative to the "sharp" focus and its geometric parameters (diameter) to be estimated. This allows you to introduce a correction for a change in focus in the welding zone according to the results of a search scan of the part, both during longitudinal welding and when welding ring or complex joints.

Обработка сигнала электронной эмиссии из зоны CD позволяет определить наличие дефектов сварного соединения в процессе сварки и осуществить корректировку параметров сварки после совместной обработки основной и дополнительной траекторий сканирования.Processing the electron emission signal from the CD zone allows one to determine the presence of defects in the welded joint during welding and to adjust the welding parameters after the joint processing of the main and additional scanning paths.

Данные о положении стыка и качестве сформированного сварного шва хранятся в памяти 15 системы управления и привязываются к абсолютным координатам положения свариваемого изделия. Для документирования и хранения эти данные передаются в ПК 16 для последующего хранения и анализа.Data on the position of the joint and the quality of the formed weld are stored in the memory 15 of the control system and are tied to the absolute coordinates of the position of the welded product. For documentation and storage, these data are transferred to PC 16 for subsequent storage and analysis.

Посредством системы динамической фокусировки осуществляется модуляция положения фокуса электронного луча в небольшом диапазоне и анализируется информация о крутизне спада и подъема зондовой характеристики. Максимальная крутизна спада и подъема зондовой характеристики отражает оптимальную (острую) фокусировку электронного луча на поверхности свариваемого изделия.The dynamic focusing system modulates the focus position of the electron beam in a small range and analyzes the steepness of the decline and rise of the probe characteristic. The maximum steepness of the decline and rise of the probe characteristic reflects the optimal (sharp) focusing of the electron beam on the surface of the welded product.

На фиг.4 показан внешний вид нормализованной зондовой характеристики - сигнала от сварного шва в зоне дополнительной траектории сканирования CD. Анализ данной характеристики показывает, что при качественном формировании сварного шва характеристика не имеет явных отклонений и экстремумов (провалов и пиков), что в свою очередь позволяет делать вывод о правильном формировании сварного шва. Возникновение пиков или провалов в характеристике говорит о возникновении дефектов типа непровара или прожога, при этом процесс сварки может быть остановлен (сразу производится устранение дефекта в сварном шве) или система отметит данный факт возникновения дефекта в абсолютных координатах положения изделия в сварочной оснастке и занесет в память.Figure 4 shows the appearance of the normalized probe characteristics - the signal from the weld in the area of the additional CD scan path. The analysis of this characteristic shows that with the qualitative formation of the weld, the characteristic does not have obvious deviations and extremes (dips and peaks), which in turn allows us to conclude that the weld is correctly formed. The occurrence of peaks or dips in the characteristic indicates the occurrence of defects such as lack of penetration or burn-through, while the welding process can be stopped (the defect in the weld is fixed right away) or the system will note this fact of the occurrence of the defect in the absolute coordinates of the position of the product in the welding tool and will memorize it .

Считав из памяти системы управления данные, собранные в процессе одного цикла сварки, можно составить карту дефектов сварки (если они имели место), привязанную к абсолютным координатам положения изделия и произвести корректировку дефектов в едином цикле сварки без разгерметизации камеры.After reading from the control system memory the data collected during one welding cycle, it is possible to compile a map of welding defects (if they took place), tied to the absolute coordinates of the product position and correct defects in a single welding cycle without depressurizing the camera.

Преимущество заявляемого изобретения состоит в том, что быстродействие узлов динамической электронно-оптической системы позволяет осуществлять практически моментальное изменение фокусировочных параметров при переходе из режима сканирования к сварке. А также осуществлять поиск стыка, оценку геометрических параметров электронного луча и оценку качества формируемого шва в реальном времени без снижения мощности электронного луча в процессе сварки. Все это приводит к улучшению качества сварного соединения, как при продольной сварке, так и при сварке кольцевых или сложнопрофильных соединений.An advantage of the claimed invention lies in the fact that the speed of the nodes of the dynamic electron-optical system allows for almost instantaneous change in the focusing parameters when switching from the scanning mode to welding. And also to search for a joint, evaluate the geometric parameters of the electron beam and evaluate the quality of the formed weld in real time without reducing the power of the electron beam during welding. All this leads to an improvement in the quality of the welded joint, both in longitudinal welding and in the welding of ring or complex joints.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о выполнении при использовании способа по заявляемому изобретению следующей совокупности условий:Thus, the data presented indicate that when using the method according to the claimed invention, the following combination of conditions:

- процесс, воплощающий заявленный способ при его осуществлении, предназначен для использования в электронной, механической, автомобильной и аэрокосмической промышленности, в том числе для крупногабаритных изделий сложной геометрии, а также для прецизионной сварки тонкостенных малогабаритных изделий;- the process embodying the claimed method in its implementation is intended for use in the electronic, mechanical, automotive and aerospace industries, including for large-sized products of complex geometry, as well as for precision welding of thin-walled small-sized products;

- для заявляемого способа в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления.- for the proposed method in the form in which it is characterized in the claims, the possibility of its implementation is confirmed.

Следовательно, заявляемый способ соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed method meets the condition of "industrial applicability".

Claims (3)

1. Способ контроля электронно-лучевой сварки, включающий периодическое выведение из зоны сварки электронного луча, сканирование его поперек стыка, регистрирование тока луча электронной эмиссии в каждой точке траектории сканирования, по изменению которого судят о положении стыка сварного соединения, при этом устанавливают зависимость тока от перемещения электронного луча и по этой зависимости оценивают геометрические параметры электронного луча, отличающийся тем, что дополнительно сканируют луч поперек стыка в области сформированного сварного шва, регистрируют рельеф поверхности сварного шва, по которому оценивают качество сварного шва, и осуществляют корректировку параметров сварки после совместной обработки основной и дополнительной траекторий сканирования.1. A method for controlling electron beam welding, including periodic removal of the electron beam from the welding zone, scanning it across the joint, recording the electron beam current at each point of the scanning path, by changing which the position of the weld joint is judged, and the dependence of the current on movement of the electron beam and according to this dependence evaluate the geometric parameters of the electron beam, characterized in that they additionally scan the beam across the junction in the region of the formed about the weld, register the surface relief of the weld, which assess the quality of the weld, and adjust the welding parameters after the joint processing of the main and additional scanning paths. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что во время сварки с основной и дополнительной траекториями сканирования устанавливают ток фокусировки, соответствующий минимальному диаметру луча, и выдерживают оптимальную для данной формы шва величину фокусировки с учетом поправок.2. The method according to claim 1, characterized in that during welding with the main and additional scanning paths, a focusing current corresponding to the minimum beam diameter is set and the focus value is optimal for a given weld shape, taking into account amendments. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на основной траектории сканирования осуществляют модуляцию фокуса в узком диапазоне токов фокусировки. 3. The method according to claim 1, characterized in that on the main scanning path, focus is modulated in a narrow range of focus currents.
RU2012106232/02A 2012-02-21 2012-02-21 Method of electron beam welding control RU2495737C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012106232/02A RU2495737C1 (en) 2012-02-21 2012-02-21 Method of electron beam welding control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012106232/02A RU2495737C1 (en) 2012-02-21 2012-02-21 Method of electron beam welding control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012106232A RU2012106232A (en) 2013-08-27
RU2495737C1 true RU2495737C1 (en) 2013-10-20

Family

ID=49163498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012106232/02A RU2495737C1 (en) 2012-02-21 2012-02-21 Method of electron beam welding control

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2495737C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS527670A (en) * 1975-07-08 1977-01-20 Victor Co Of Japan Ltd Automatic focus control method for electron beams
JPS62192280A (en) * 1986-02-17 1987-08-22 Nec Corp Seam tracker for electron beam welding machine
SU1609584A1 (en) * 1989-01-18 1990-11-30 Предприятие П/Я Г-4778 Method of checking the process of electron-beam welding
SU1358226A1 (en) * 1985-01-02 1995-02-27 Д.Д. Никифоров Method of checking of electron-beam welding process
RU2155654C2 (en) * 1995-10-06 2000-09-10 Эльпатроник АГ Method and apparatus for monitoring position of beam for working blanks
KR100836924B1 (en) * 2006-12-12 2008-06-11 현대자동차주식회사 A welding point control device of electron beam welder and control method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS527670A (en) * 1975-07-08 1977-01-20 Victor Co Of Japan Ltd Automatic focus control method for electron beams
SU1358226A1 (en) * 1985-01-02 1995-02-27 Д.Д. Никифоров Method of checking of electron-beam welding process
JPS62192280A (en) * 1986-02-17 1987-08-22 Nec Corp Seam tracker for electron beam welding machine
SU1609584A1 (en) * 1989-01-18 1990-11-30 Предприятие П/Я Г-4778 Method of checking the process of electron-beam welding
RU2155654C2 (en) * 1995-10-06 2000-09-10 Эльпатроник АГ Method and apparatus for monitoring position of beam for working blanks
KR100836924B1 (en) * 2006-12-12 2008-06-11 현대자동차주식회사 A welding point control device of electron beam welder and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012106232A (en) 2013-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fan et al. A precise initial weld point guiding method of micro-gap weld based on structured light vision sensor
CN110064819B (en) Cylindrical surface longitudinal weld characteristic region extraction and weld tracking method and system based on structured light
JP2018153842A (en) Measuring device and laser welding device
RU2637034C1 (en) Method of pipe laser welding
GB2553433A (en) Welding process
CN102133674A (en) Adaptive control of arc welding parameters
JP5779152B2 (en) Method for measuring position and shape of weld groove
US20220324175A1 (en) Additive manufacturing system
CN109093253B (en) Method for manufacturing laser processed product and laser processed product
CN103785925A (en) Method of adjusting pre-programmed arc welding parameters with adaptive control using two laser sensors
Silva et al. An adaptive orbital system based on laser vision sensor for pipeline GMAW welding
RU2495737C1 (en) Method of electron beam welding control
CN112620926B (en) Welding spot tracking method and device and storage medium
JP6470600B2 (en) Weld inspection equipment
KR100646189B1 (en) optical information recording method and apparatus, and recorded medium where optical information recording control program is recorded
JP2021178334A (en) Laser welding apparatus and calibration method thereof
Li et al. A modified welding image feature extraction algorithm for rotating arc narrow gap MAG welding
JP2000024777A (en) Groove shape detecting device
JP2005147671A (en) Charged particle line controlling method and system
JP2014030841A (en) Arc following welding method and welding device
JP6081833B2 (en) Laser welding method and laser welding apparatus
US7750318B2 (en) Working method by focused ion beam and focused ion beam working apparatus
KR101837018B1 (en) Quality inspection apparatus of laser-welding, and method thereof
JP2007042513A (en) Inspection device and adjustment method of irradiation beam size of inspection device
JP2018140426A (en) Laser welding device