Управление электронно-лучевой наплавкой

Внедрение: 2019 г.

Целью диссертационной работы [1] является разработка метода оперативного управления положением присадочной проволоки относительно электронного луча для обеспечения стабильности качества изделий при многослойной электронно-лучевой наплавке. Большая часть натурных экспериментов проводилась на установке электронно-лучевой сварки ЭЛУ‑М (рисунок 1).

Рисунок 1. Общий вид ЭЛУ‑М: 1 – высоковольтный источник питания ЭЛА6ВЧ; 2 – пушка электронно-лучевая; 3 – панель управления процессом; 4 – камера вакуумная; 5 – панель управления элементами вакуумной системы; 6 – вакуумметры; 7 – насос турбомолекулярный; 8 – блок управления турбомолекулярным насосом.

В задаче регистрации сигнала с датчика рентгеновского излучения использовалось модули АЦП E14‑140‑M и E20‑10. Работа с АЦП осуществлялась посредством работающей в операционной системе Windows программной среды LGraph2, предназначенной для сбора, регистрации (сохранения в цифровом виде), визуализации (просмотра в реальном времени и в записи), экспорта, поданных на входы различных устройств сбора данных, аналоговых сигналов.

Рисунок 2. Внешний вид наплавленного валика в зависимости от ориентации проволоки (направление наплавки слева направо): а – передняя подача проволоки; б – боковая подача проволоки; в – задняя подача проволоки.

Рисунок 3. Поперечный шлиф образцов, полученных в результате электронно-лучевой наплавки проволокой из нержавеющей стали 308L (слева) и хромо-никелевого сплава ХН60ВТ (справа).

В диссертационной работе были решены следующие задачи:

1. Анализ существующих систем оперативного позиционирования электронного луча в процессе электронно-лучевой обработки металлов.
2. Исследование сигнала тормозного рентгеновского излучения из технологической зоны.
3. Построение модели формирования тормозного рентгеновского излучения в процессе взаимодействия электронного луча с присадочной проволокой и подложкой.
4. Разработка метода оперативного управления положением присадочной проволоки в процессе электронно-лучевой наплавки по сигналу рентгеновского излучения из технологической зоны.

Один из актов использования результатов диссертационной работы свидетельствует: «Результаты диссертационного исследования С.В. Варушкина использованы предприятием ПАО «Протон‑ПМ» при исследовании возможностей технологии электронно-лучевой многослойной наплавки экспериментальных образцов для повышения стабильности и качества наплавки».

Источник:
Варушкин С.В. Управление электронно-лучевой наплавкой проволочным материалом по параметрам тормозного рентгеновского излучения: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Пермь. – 2019. – 133 с.

Разработчик: Варушкин С.В. (ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»)