SU1540985A1 - Method of controlling the focusing of electronic beam - Google Patents
Method of controlling the focusing of electronic beam Download PDFInfo
- Publication number
- SU1540985A1 SU1540985A1 SU884418992A SU4418992A SU1540985A1 SU 1540985 A1 SU1540985 A1 SU 1540985A1 SU 884418992 A SU884418992 A SU 884418992A SU 4418992 A SU4418992 A SU 4418992A SU 1540985 A1 SU1540985 A1 SU 1540985A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- electron beam
- product
- distance
- welded
- electron
- Prior art date
Links
Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электронно-лучевой сварке и может быть использовано в автоматических установках с управлением уровн фокусировки пучка при изменении рассто ни между электронной пушкой и поверхностью свариваемого издели . Цель изобретени - повышение точности управлени уровнем фокусировки электронного пучка путем использовани того же электронного пучка в процессе измерени рассто ни до поверхности издели . Определ ют рассто ние Rизд до поверхности свариваемого издели 6 через геометрические параметры круговых разверток электронного пучка 5, последовательно преломл емого на двух и одном уровне. Определ ют рассто ние Rизд до поверхности свариваемого издели 6 в момент совпадени траекторий сканировани одно- 7 и двупреломленного 5 электронного пучка в двух точках на линии стыка. Оптимальный уровень фокусировки электронного пучка устанавливают электромагнитной линзой 3 в зависимости от рассто ни Rизд до поверхности свариваемого издели 6. Способ позвол ет упростить используемое оборудование и повысить его надежность. 1 ил.The invention relates to electron beam welding and can be used in automatic installations with control of the beam focusing level when the distance between the electron gun and the surface of the product being welded is changed. The purpose of the invention is to improve the accuracy of controlling the level of electron beam focusing by using the same electron beam in the process of measuring the distance to the surface of the product. The distance R ed to the surface of the welded article 6 is determined through the geometrical parameters of the circular scans of the electron beam 5, which is successively refracted at two and one level. Determined distance R ed welded to the surface of the article 6 at the time of matching between the scanning paths 7 and one of the birefringence of the electron beam 5 at two points on the seam. The optimum level of electron beam focusing is established by an electromagnetic lens 3 depending on the distance R ed to the surface of the product being welded 6. The method allows to simplify the equipment used and increase its reliability. 1 il.
Description
Изобретение относитс к электроннолучевой сварке и может быть использовано в автоматических установках с управлением уровн фокусировки пучка при изменении рассто ни между электронной пушкой и поверхностью свариваемого издели .The invention relates to electron beam welding and can be used in automatic installations with control of the beam focusing level when the distance between the electron gun and the surface of the product being welded is changed.
Цель изобретени - повышение точности управлени уровнем фокусировки электронного пучка путем использовани того же электронного пучка в процессе измерени рассто ни до поверхности издели .The purpose of the invention is to improve the accuracy of controlling the level of electron beam focusing by using the same electron beam in the process of measuring the distance to the surface of the product.
На чертеже представлена схема устройства , реализующего способ.The drawing shows a diagram of the device that implements the method.
Способ состоит в том, что в процессе определени рассто ни между электронной пушкой и поверхностью издели примен ют электронный пучок малого тока, преломленный на двух уровн х с заданными геометрическими параметрами (углом сходимости 2ф и рассто нием RI между серединой электромагнитной катушки, осуществл ющей второе преломление, и точкой сходимости) и сканирующей поверхностью издели с использованием кругового закона развертки, а также тот же пучок, но преломленный на одном уровне, угол преломлени которого постепенно увеличивают с целью определени величин этих углов . Ы. соответствующих пересечению стыка однократно преломленным пучком, сканирующим поверхность издели с использованием кругового закона развертки, в тех же точках, которые пересекают двукратно преломленный пучок. С учетом полученных величин углов, а также геометрических параметров двукратно преломленного пучка определ ют рассто ни до поверхности издели как в направлении электронно- оптической оси пушки, так и параллельно последней по ходу движени пушки, а также наклон поверхности свариваемого издели .The method consists in the fact that in the process of determining the distance between the electron gun and the surface of the product, a low-current electron beam is refracted at two levels with given geometrical parameters (angle of convergence 2p and distance RI between the middle of the electromagnetic coil performing the second refraction , and the point of convergence) and the scanning surface of the product using a circular scanning law, as well as the same beam, but refracted at the same level, the angle of refraction of which is gradually increased to determine the values of these angles. Y corresponding to the intersection of the junction by a singly refracted beam scanning the surface of the product using a circular scanning law at the same points that intersect the doubly refracted beam. Taking into account the obtained angles, as well as the geometrical parameters of the double-refracted beam, the distances to the surface of the product are determined both in the direction of the electron-optical axis of the gun, and parallel to the latter along the movement of the gun, as well as the inclination of the surface of the product to be welded.
В состав устройства вход т отклон ющие электромагнитные катушки 1, соединенные с одним из выходов вычислительного устройства 2. К другому выходу вычислительного устройства 2 подключена фокусирующа электромагнитна катушка 3. Два входа вычислительного устройства последовательно соединены с узконаправленными датчиками 4 вторичных электронов, расположенных симметрично относительно электронно-оптической оси пушки.The device includes deflecting electromagnetic coils 1 connected to one of the outputs of the computing device 2. A focusing electromagnetic coil 3 is connected to the other output of the computing device 2. Two inputs of the computing device are connected in series with the narrowly focused sensors 4 of the secondary electrons located optical axis of the gun.
Способ реализуетс следующим образом.The method is implemented as follows.
Электронный пучок 5 малого тока, преломленный на двух уровн х и развернутый по круговому закону с помощью отклон ющих электромагнитных катушек , управл емых вычислительным устройством 2, сканирует наклонную поверхность свариваемого издели б по траектории в виде эллипса, больша ось которого совпадает со стыком. (Дл поверхностей, обладающих кривизной, зона сканировани уменьшаетс A low-current electron beam 5, refracted at two levels and unfolded circularly using deflecting electromagnetic coils, controlled by computing device 2, scans the inclined surface of the welded product b along a trajectory in the form of an ellipse, the major axis of which coincides with the joint. (For surfaces with curvature, the scan area is reduced
до размеров, на котором участок поверхности издели можно считать плоским). Геометрические параметры (угол сходимости 2ф, рассто ние RI от точки сходимости до середины электромагнитной катушки , выполн ющей второе преломление) задаютс предварительно. Точки А и В пересечени траектории, описанной на поверхности издели 6 двукратно преломленным пучком 5, со стыком фиксируютс с помощью , например, датчиков вторичных электронов 4, имеющих малую зону обзора в окрестности стыка. Датчики (Di и D,), зафиксировавшие факт пересечени стыка, запоминаютс в вычислительном устройстве 2. Электронный пучок 7 малого тока, преломленный на одном уровне и развернутый по круговому закону с помощью отклон ющих электромагнитных катушек 1, управл емых вычислительным устройстQ вом 2, сканирует наклонную поверхность свариваемого издели 6, причем угол преломлени пучка ij постепенно увеличиваетс по командам (ток отклонени ) с устройства 2 до тех пор, пока последовательно сработают датчики D,to dimensions where the surface of the product can be considered flat). The geometrical parameters (angle of convergence 2p, distance RI from the convergence point to the middle of the electromagnetic coil performing the second refraction) are preset. The points A and B of intersection of the trajectory described on the surface of article 6 by a double-refracted beam 5 are fixed with a junction using, for example, sensors of secondary electrons 4 having a small field of view in the vicinity of the junction. Sensors (Di and D,), which fix the fact of intersection of the junction, are stored in the computing device 2. The low-current electron beam 7, refracted at one level and rotated according to a circular law using deflecting electromagnetic coils 1 controlled by the computing device 2, scans the inclined surface of the product to be welded 6, and the refractive angle of the beam ij is gradually increased by commands (deflection current) from the device 2 until sensors D are sequentially triggered,
5 и D;, т. е. когда последовательно однократно преломленный пучок 7 пересечет стык в точке А, а затем в точке В. При срабатывании датчиков D, и D, в устройстве 2 определ ютс утлы преломлени пучка, соответственно -ф и ф2,5 and D; that is, when the beam, once refracted 7, successively crosses the joint at point A and then at point B. When sensors D, and D are triggered, device 2 determines the refractive rays of the beam, respectively, f and f2,
0 с учетом зависимости (1отм), где $ - угол переломлени пучка соответствующейэлектромагнитнойкатушкой; IOIK.I - ток отклонени . Зависимость |з - F(IoTK.i) находитс в пам ти устройства 2.0, taking into account the dependence (1 atm), where $ is the angle of beam fracture by the corresponding electromagnetic coil; IOIK.I is the fault current. The dependency | 3 - F (IoTK.i) is in the memory of device 2.
5 По известным величинам углов и 2, а также геометрическим параметрам двукратно преломленного пучка Ri и 2ф в устройстве 2 определ етс рассто ние RHU до издели в направлении электроыно-оптичес0 кой оси пушки, а также наклон са поверхности на участке сканировани по формулам5 Based on the known angles and 2, as well as the geometrical parameters of the doubly refracted beam Ri and 2f in device 2, the distance RHU to the product in the direction of the electron-optical axis of the gun is determined, as well as the surface inclination in the scanning section using the formulas
.. R2- R2- tgiti- tga.. R2- R2- tgiti- tga
4545
R2- ( tga), где tga (R,-R2)tgtf2+(R,R3) 1Ц tg tf. R2- (tga), where tga (R, -R2) tgtf2 + (R, R3) 1C tg tf.
V tg fV tg f
cn H.-К-- -И iv5 cn H.-К-- -И iv5
wг tg +tgv tgv2 +tgҐwg tg + tgv tgv2 + tgҐ
получены из геометрических соображенийobtained from geometric considerations
R2- tgi|)i(Ri - R )tg«f; Rs- (Ri - R3)- tg(f.R2 - tgi |) i (Ri - R) tg «f; Rs- (Ri - R3) - tg (f.
По рассчитанному значению R устройство 2 в соответствии с заранее заданной зависимостью () устанавливает требуемое значение тока электромагнитной ЛИНЗЫ 1ф.The calculated value of R device 2 in accordance with a predetermined dependence () sets the desired value of the current of the electromagnetic LENS 1f.
В качестве датчиков 4 могут также использоватьс узконаправленные датчики рентгеновского излучени .As sensors 4, narrowly directed X-ray sensors can also be used.
Апробаци способа проводилась на установке У-778, укомплектованной энергоблоком ЭЛА 60/60. Величина тока сканирующего пучка выбиралась равной 0,002 А. В качестве материала свариваемого издели примен лась Ст. 3. Угол наклона поверхности издели составл л 30°. Манипул ции по преломлению пучка выполн лись стандартным блоком двойного преломлени пучка ОЛ143, доработанного дл целей управлени последним с помощью универсального программируемого контроллера «Электроника KI-20 (геометрические параметры пучка, преломленного на двух уровн х, выбирались следующие: Ri 110 мм; . 25°). Точки пересечени стыка в процессе сканировани преломленным пучком фиксировались с помощью специально изготовленной линейки узконаправленных датчиков вторичных электронов, выходные сигналы с которых после усилени поступали на вход контроллера. По вычисленному с помощью полученных зависимостей рассто нию до издели контроллером устанавливаетс необходимый ток дл фокусирующей катушки пушки.Approbation of the method was carried out on the installation of the U-778, equipped with an ELA 60/60 power unit. The magnitude of the current of the scanning beam was chosen to be equal to 0.002 A. Art. 3. The angle of the product surface was 30 °. The beam refraction manipulations were performed using an OL143 standard double refraction unit, modified to control the latter using the universal programmable controller KI-20 electronics (the geometrical parameters of the beam refracted at two levels were chosen as follows: Ri 110 mm; 25 °; ). The intersection points of the butt during the scanning process of the refracted beam were recorded using a specially manufactured ruler of narrowly focused secondary electron sensors, the output signals from which, after amplification, arrived at the input of the controller. Based on the distance to the product calculated using the obtained dependences, the controller sets the required current for the focusing coil of the gun.
Реализаци способа не требует дополнительной коррекции при определении рассто ни до поверхности издели , так как рассто ние определ етс в направлении электронно-оптической оси пушки. Дополнительна информаци о наклоне поверхности также повышает надежность управлени фокусировкой. Кроме того, не требуетс дополнительный датчик рассто ни , а также отпадает необходимость в осуществлении мер, св занных с защитой датчика рассто ни от интенсивных тепловых потоков, паров и брызг расплавленного металла.The implementation of the method does not require additional correction in determining the distance to the surface of the product, since the distance is determined in the direction of the electron-optical axis of the gun. Additional tilt information also improves the reliability of focus control. In addition, no additional distance sensor is required, and there is also no need for measures related to the protection of the distance sensor from intense heat fluxes, vapors and splashes of molten metal.
00
5five
00
5five
00
5five
00
По сравнению с известным, предлагаемый способ позвол ет повысить точность управлени уровнем фокусировки за счет определени рассто ни до издели (вдоль электронно-оптической оси пушки), а также упростить используемое оборудование и повысить его надежность.Compared to the known method, the proposed method allows to increase the accuracy of control of the focusing level by determining the distance to the product (along the electron-optical axis of the gun), as well as to simplify the equipment used and increase its reliability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884418992A SU1540985A1 (en) | 1988-05-03 | 1988-05-03 | Method of controlling the focusing of electronic beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884418992A SU1540985A1 (en) | 1988-05-03 | 1988-05-03 | Method of controlling the focusing of electronic beam |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1540985A1 true SU1540985A1 (en) | 1990-02-07 |
Family
ID=21372316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884418992A SU1540985A1 (en) | 1988-05-03 | 1988-05-03 | Method of controlling the focusing of electronic beam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1540985A1 (en) |
-
1988
- 1988-05-03 SU SU884418992A patent/SU1540985A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| За вка JP № 56-71589, кл. В 23 К 15/00, 15.06.81. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH10249566A (en) | Laser beam machining method and its device | |
| SU1540985A1 (en) | Method of controlling the focusing of electronic beam | |
| CN110500919B (en) | Laser defense system and method for rapid high-precision focusing | |
| CN106405825B (en) | Adaptive laser far field power density control device | |
| JPH0436794B2 (en) | ||
| US5243191A (en) | Electron microscope | |
| JPH0353439A (en) | Electron optical lens barrel | |
| US4888476A (en) | Optical scanning system for focussing a compact-disk player | |
| EP0332140B1 (en) | Focusing apparatus of electron microscope | |
| US5241557A (en) | Laser focus compensating sensing and imaging device | |
| JPH0830319A (en) | Detected angle control method for laser sensor | |
| JPS60177983A (en) | Spot welding method | |
| JPH0642993B2 (en) | Distance measuring device | |
| SU1016914A2 (en) | Method of electronic-beam welding | |
| SU1053399A1 (en) | Method of tracing the joint in electron-beam welding | |
| RU2058868C1 (en) | Welding electron gun adjustment method | |
| JPH11147188A (en) | Laser beam machining device | |
| CN207914793U (en) | A kind of laser welding lens construction and laser welding apparatus | |
| CN108227169A (en) | A kind of laser welding lens construction and laser welding apparatus | |
| JP2001110347A (en) | Automated focusing method for charged-particle beam apparatus | |
| JP2005300182A (en) | Laser beam machining system | |
| SU1680468A1 (en) | Method of tracing joint at electron-beam welding | |
| JP2909981B2 (en) | Rotary arc welding method for lap joints | |
| JPH04305387A (en) | Mehtod for laser beam-welding thin steel sheet | |
| JPH0481300B2 (en) |