Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 Temat: Opracowanie metod kształtowania quasi- wielokrotnej wiązki elektronowej pod kątem zastosowania w wybranych materiałach i konstrukcjach Kierownik.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 Temat: Opracowanie metod kształtowania quasi- wielokrotnej wiązki elektronowej pod kątem zastosowania w wybranych materiałach i konstrukcjach Kierownik."— Zapis prezentacji:

1 1 Temat: Opracowanie metod kształtowania quasi- wielokrotnej wiązki elektronowej pod kątem zastosowania w wybranych materiałach i konstrukcjach Kierownik Tematu: dr inż. Katarzyna Olszewska Zespół badawczy: dr inż. K. Olszewska, mgr inż. A. Czopik, mgr inż. S. Krawczyk, mgr inż. A. Kulabko, M. Jędrzejczyk, L. Matyszewski, W. Kożuchowski CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej

2 2 Cel pracy: Rozszerzenie zastosowań WE dużej mocy jako nowoczesnego narzędzia w dziedzinie spawania 1.Dobór parametrów quasi wielokrotnej WE dla spoin obwodowych (określenie maksymalnych średnic spawania, opracowanie przykładowej technologii) 2.Dobór parametrów quasi wielokrotnej WE dla obróbki cieplnej spoiny przed i po spawaniu, celem ograniczenia pęknięć i wad spoiny (określenie możliwości stosowania, opracowanie przykładowej technologii)

3 3 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Quasi-wielokrotna WE Wykonywanie spoin obwodowych Spawanie z obróbką cieplną

4 4 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Spoiny wykonywane po okręgu Ważniejsze parametry: Średnica spoiny Ilość punktów figury Prędkości spawania Krotność WE Prąd WE

5 5 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Średnica spoiny kąt odchylenia WE odległość robocza rozmiar zaprojektowanej figury rozmiar zaprojektowanej figury dobór wielkości wzmocnienia układu odchylania WE ( ) dobór wielkości wzmocnienia układu odchylania WE ( ) lepsze spoiny otrzymuje się przy krótszych odległościach roboczychlepsze spoiny otrzymuje się przy krótszych odległościach roboczych duże odchylenie WE powoduje powstawanie aberracji w punkcie ogniskowania oraz odchylenie spoiny od pionuduże odchylenie WE powoduje powstawanie aberracji w punkcie ogniskowania oraz odchylenie spoiny od pionu

6 6 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Ilość punktów figury Tab. 1. Odległość w [mm] między kolejnymi punktami na okręgu o średnicy przy liczbie punktów n [mm] n [mm] n ,370,180,0920,0460,0230, ,610,310,150,0750,0380, ,980,490,250,120,0610, ,230,610,310,150,0770,038 średnica WE 0,5 1,0 mm (w zależności od mocy WE)średnica WE 0,5 1,0 mm (w zależności od mocy WE) niewłaściwy dobór powoduje przerwy w spoinieniewłaściwy dobór powoduje przerwy w spoinie

7 7 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Prędkość spawania częstotliwość kreślenia figury w Hz częstotliwość kreślenia figury w Hz Tab. 2. Czas postoju WE w [ms] w jednym punkcie dla figur złożonych z n punktów przy częstotliwości ich kreślenia f n f [Hz] 0,070,140,280, ,956,983,491, ,983,491,750, ,491,750,870, ,740,870,440,22

8 8 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Krotność wiązki Aby zachować taką sama prędkość liniową spawania jak przy pojedynczej WE częstotliwość powinna wzrosnąć k (krotność WE) razy gdyż czas trwania spawania całego okręgu jest równy czasowi spawania 1/k okręgu i jeśli nie zostanie zmieniony rzeczywista prędkość spawania zmaleje k razy Prąd WE wartość jest zależna od krotności WE i liczby punktów w figurze wartość jest zależna od krotności WE i liczby punktów w figurze Biorąc pod uwagę czas postoju WE w jednym punkcie należy przypuszczać, że przy dużej liczbie punktów i wielokrotnym podziale WE wielkość mocy, którą należy dostarczyć do wykonania spoiny o odpowiedniej głębokości będzie na tyle duża, że będzie to nieopłacalne nawet przy znacznym skróceniu wykonywania całej operacji

9 9 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Okrąg z 1024 punktów kreślony przez quasi 8 wiązek jednocześnie Cztery okręgi po 1024 punkty każdy kreślone jednocześnie Okręgi z 2048 punktów kreślone przez quasi 2 i 3 wiązki jednocześnie

10 10 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Dwa okręgi kreślone równocześnie (wiązka podzielona na 2) Dwa okręgi podzielone na dwie części każdy kreślone równocześnie w dwóch punktach (wiązka podzielona na 4) Dwa okręgi podzielone na 6 części kreślone kolejno (najpierw zewnętrzny)

11 11 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Okrąg 256 punktów Okrąg 512 punktów Okrąg 1024 punkty Okrąg 2048 punktów Spoiny na stali dla figur o maksymalnych wymiarach (r = 99) przy częstotliwości kreślenia f = 0,07 Hz i amplitudzie wzmocnienia A = 40000, średnica spoiny = 80 mm w odległości 225 mm od cewek odchylających, kąt odchylenia WE 10,08°

12 12 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Okrąg z 1024 punktów: a) quasi podwójna WE b) quasi poczwórna WE c) quasi ośmiokrotna WE a b c Okrąg z 8192 punktów: a) quasi podwójna WE b) quasi poczwórna WE c) quasi ośmiokrotna WE ab c A = 25000, = 50 mm, f = 0,14 Hz; 0,28 Hz i 0,56 Hz dla 2, 4 i 8 WE Ia = 20,5 mA co przy pojedynczej WE dałoby przetop ok. 3 mm Ia = 20,5 mA co przy pojedynczej WE dałoby przetop ok. 3 mm

13 13 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Okręgi ( ) kreślone równocześnie quasi poczwórną WE Przebieg prądu w cewkach odchylających podczas przeskoku WE realizującej quasi wielokrotność: dwukrotna WE i trzykrotna WE Wpływ wielkości opornika tłumiącego przesterowanie prądu w cewkach na czas przeskoku WE realizującej quasi wielokrotność: pełne tłumienie przeregulowań, opornik usunięty

14 14 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Okrąg z 1024 punktów: a) pojedyncza WE b) quasi podwójna WE c) quasi potrójna WE a bc Spoiny wykonano przy amplitudzie wzmocnienia A = co dało = 52 mm przy odległości 225 mm od cewek odchylających a) f = 0,08 Hz, Ia = 23 mA b) f = 0,14 Hz, Ia = 41 mA c) f = 0,14 Hz, Ia = 47,5 mA Grubość blachy 4 mm, średnica grani spoiny = 52,9 mm

15 15 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Okrąg z 2048 punktów: a) pojedyncza WE b) quasi podwójna WE c) quasi potrójna WE a b c Spoiny wykonano przy amplitudzie wzmocnienia A = co dało = 52 mm przy odległości 225 mm od cewek odchylających a) f = 0,08 Hz, Ia = 25 mA b) f = 0,14 Hz, Ia = 51 mA c) f = 0,14 Hz, Ia = 55 mA Grubość blachy 4 mm, średnica grani spoiny = 52,9 mm, kąt odchylenia WE 6,6°

16 16 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Instrukcja technologicznaOpis działania OBSPrzełączenie układu obserwacji w tryb obserwacji FIO Włączenie figury 15 z banku 0 o częstotliwości 0.1Hz i amplitudzie z kierunkiem obrotu CCW. (Okrąg złożony z 2048 punktów bez podziału WE) WIZ 23Ustawienie prądu żarzenia na 23 A WUA 80Ustawienie napięcia anodowego na 80 kV WOG 400Ustawienie prądu ogniskowania na 400 mA WIA 2 1Ustawienie prądu WE na 2 mA w czasie 1 s do obserwacji PSEPrzerwa w wykonywaniu programu na dokonanie właściwych ustawień przedmiotu spawanego względem WE OBWPrzełączenie układu obserwacji w tryb spawania FIO Włączenie figury 0 z banku 2 o częstotliwości 0.16 Hz i amplitudzie z kierunkiem obrotu CCW. (Okrąg złożony z 2048 punktów z podwójnym podziałem WE) WOG 384Ustawienie prądu ogniskowania na 384 mA WIA 33 2Ustawienie prądu WE na 33 mA w czasie 2 s STP 7Przerwa czasowa na wykonanie połowy obrotu z zakładką co przy wybranym podziale WE daje całą spoinę WIA 0 3Wygaszenie WE w czasie 3 s OBSPrzełączenie układu obserwacji w tryb obserwacji FIO Włączenie figury 15 z banku 0 o częstotliwości 0.1Hz i amplitudzie z kierunkiem obrotu CCW. (Okrąg złożony z 2048 punktów bez podziału WE) WOG 400Ustawienie prądu ogniskowania na 400 mA WIA 2 1Ustawienie prądu WE na 2 mA w czasie 1 s do obserwacji PSEPrzerwa w wykonywaniu programu na obejrzenie wykonanej spoiny WUS 0Wyłączenie zasilacza WN FISWyłączenie figury

17 17 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Wnioski dla spoin obwodowych Należy projektować figury o maksymalnych wymiarach i regulować ich rozmiar za pomocą amplitudy wzmocnienia.Należy projektować figury o maksymalnych wymiarach i regulować ich rozmiar za pomocą amplitudy wzmocnienia. Ze względu na parametry WE (duże odchylenie WE powoduje powstawanie aberracji w punkcie ogniskowania oraz odchylenie spoiny od pionu) niewskazane jest przekraczanie średnicy spoiny = 80 mm i odchylenia WE więcej niż 10°.Ze względu na parametry WE (duże odchylenie WE powoduje powstawanie aberracji w punkcie ogniskowania oraz odchylenie spoiny od pionu) niewskazane jest przekraczanie średnicy spoiny = 80 mm i odchylenia WE więcej niż 10°. Graniczną liczbą punktów tworzących jednolitą spoinę o średnicy = 80 mm jest 1024.Graniczną liczbą punktów tworzących jednolitą spoinę o średnicy = 80 mm jest Biorąc pod uwagę ilość mocy niezbędnej do uzyskania pełnego przetopu przy opracowywaniu procedur technologicznych należy stosować, w zależności od średnicy spoiny, figury o liczbie punktów 1024 lub 2048 i nie przekraczać 3 krotnego podziału WE.Biorąc pod uwagę ilość mocy niezbędnej do uzyskania pełnego przetopu przy opracowywaniu procedur technologicznych należy stosować, w zależności od średnicy spoiny, figury o liczbie punktów 1024 lub 2048 i nie przekraczać 3 krotnego podziału WE. Należy się liczyć z nieznacznym uszkodzeniem powierzchni spawanego detalu po wewnętrznej stronie spoiny wynikającym z czasu narastania prądu w cewkach przy przeskoku WE realizującego quasi wielokrotność.Należy się liczyć z nieznacznym uszkodzeniem powierzchni spawanego detalu po wewnętrznej stronie spoiny wynikającym z czasu narastania prądu w cewkach przy przeskoku WE realizującego quasi wielokrotność.

18 18 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Quasi wielokrotna WE do spawania z obróbką cieplną Rodzaje obróbki cieplnej za pomocą WE: zmieniająca własności mechaniczne materiału poprzez przemiany strukturalne bez naruszenia jego powierzchni;zmieniająca własności mechaniczne materiału poprzez przemiany strukturalne bez naruszenia jego powierzchni; zmieniająca strukturę samej spoiny poprzez dodatkowe jej wygrzanie z powierzchniowym topieniem włączniezmieniająca strukturę samej spoiny poprzez dodatkowe jej wygrzanie z powierzchniowym topieniem włącznie Parametry: Kształt figury do obróbki cieplnej (punkt + figura)Kształt figury do obróbki cieplnej (punkt + figura) Rozdział punktów w figurzeRozdział punktów w figurze CzęstotliwośćCzęstotliwość Rozmiar figury (proporcje między odległością punktu od figury grzejącej i rozmiarem figury grzejącej)Rozmiar figury (proporcje między odległością punktu od figury grzejącej i rozmiarem figury grzejącej)

19 19 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej z czego 128 jest w elipsach (oczko) z czego 256 jest w prostych z czego 128 jest w 4 okręgach. Figury składające się z 2048 punktów z czego 256 jest w 4 okręgach.

20 20 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Figury 2048 punktowe - od lewej: punkt + 4 elipsy po 64 punkty; punkt + 4 okręgi po 64 punkty; punkt + 2 elipsy po 64 punkty (oczko); punkt + 2 koła po 64 punkty (oczko) Figury 2048 punktowe - od lewej: punkt + 4 elipsy po 32 punkty; punkt + 4 okręgi po 32 punkty; punkt + 2 elipsy po 32 punkty (oczko); punkt + 2 koła po 32 punkty (oczko) Spoiny z obróbką cieplną po spawaniu A = f = 55 Hz Ia = 21,5 mA v = 0,7 m/min

21 21 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Spoiny z obróbką cieplną przed i po spawaniu z amplitudą wzmocnienia – od lewej: 10000; 15000; 7500 Punkt + 2 x 4 okręgi (elipsy) współśrodkowe do wygrzewania przed i po spawaniu Spoiny z obróbką cieplną przed i po spawaniu f = 55 Hz Ia = 21,5 mA v = 0,7 m/min Kolejność wykonywania poszczególnych elementów figury: grzanie przed spoiną - 4 okręgi (elipsy) po 32 punkty; spawanie punktów; grzanie spoiny - 4 okręgi (elipsy) po 32 punkty; spawanie punktów

22 22 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Instrukcja technologicznaOpis działania OBSPrzełączenie układu obserwacji w tryb obserwacji NOC Włączenie obrotnika z prędkością liniową spawania 90 cm/min na średnicy 37 mm przy przekładni 1:18 w kierunku CW WIZ 23Ustawienie prądu żarzenia na 23 A WUA 80Ustawienie napięcia anodowego na 80 kV WIA 3 1Ustawienie prądu WE na 3 mA w czasie 1 s do obserwacji WOG 400Ustawienie prądu ogniskowania na 400 mA PSEPrzerwa w wykonywaniu programu na dokonanie właściwych ustawień przedmiotu spawanego względem WE RSTWłączenie rejestracji parametrów spawania OBWPrzełączenie układu obserwacji w tryb spawania FIO Włączenie figury 15 z banku 3 o częstotliwości 55 Hz i amplitudzie 7500 z kierunkiem obrotu CCW. (Punkt + 2 x 4 okręgi współśrodkowe do wygrzewania przed i po spawaniu) WIA 25 1Ustawienie prądu WE na 25 mA w czasie 1 s NOD Odliczanie kąta obrotu detalu (362°) przy przekładni 1:18 WIA 0 2Wygaszenie WE w czasie 2 s RSPZapisanie zarejestrowanych danych na HDD WIA 3 1Ustawienie prądu WE na 3 mA w czasie 1 s do obserwacji FISWyłączenie figury OBSPrzełączenie układu obserwacji w tryb obserwacji PSEPrzerwa w wykonywaniu programu na obejrzenie wykonanej spoiny WUS 0Wyłączenie zasilacza WN NOS 0Wyłączenie obrotnika

23 23 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Wnioski dla spawania z obróbką cieplną Rozmiar figury wygrzewającej na etapie projektowania nie powinien przekraczać 20 jednostekRozmiar figury wygrzewającej na etapie projektowania nie powinien przekraczać 20 jednostek Najlepsze rezultaty uzyskuje się dla figur zawierających 4 elipsy lub 4 okręgi, przy czym przy zastosowaniu elementów 32 punktowych otrzymuje się gładsze lico spoinyNajlepsze rezultaty uzyskuje się dla figur zawierających 4 elipsy lub 4 okręgi, przy czym przy zastosowaniu elementów 32 punktowych otrzymuje się gładsze lico spoiny Częstotliwość 55Hz zapewnia odpowiednią ciągłość procesu przy niezdeformowanych kształtach figurek wygrzewającychCzęstotliwość 55Hz zapewnia odpowiednią ciągłość procesu przy niezdeformowanych kształtach figurek wygrzewających

24 24 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki PróżniowejPodsumowanie Przeprowadzone badania pozwoliły ocenić możliwości i zakres stosowania quasi wielokrotnej WE do wykonywania spoin obwodowych oraz spoin z obróbką cieplnąPrzeprowadzone badania pozwoliły ocenić możliwości i zakres stosowania quasi wielokrotnej WE do wykonywania spoin obwodowych oraz spoin z obróbką cieplną Poznanie skutków zmiany poszczególnych parametrów wykonywania spoin za pomocą figur kreślonych przez WE umożliwia świadome ich wykorzystanie przy opracowywaniu technologii spawania elementów i materiałów o specjalnych wymaganiachPoznanie skutków zmiany poszczególnych parametrów wykonywania spoin za pomocą figur kreślonych przez WE umożliwia świadome ich wykorzystanie przy opracowywaniu technologii spawania elementów i materiałów o specjalnych wymaganiach Konstrukcja programu do projektowania figur oraz oprogramowania sterującego spawarką stwarzają bogate możliwości tworzenia, przechowywania i prostej wymiany stosowanych figurKonstrukcja programu do projektowania figur oraz oprogramowania sterującego spawarką stwarzają bogate możliwości tworzenia, przechowywania i prostej wymiany stosowanych figur Uzyskane wyniki pozwalają włączyć quasi wielokrotną WE do standardowych narzędzi stosowanych w urządzeniu do projektowania i badania procesów spawania i termicznej obróbki metali i ich stopów za pomocą wysokoenergetycznej wiązki elektronów znacznie rozszerzając obszar jej zastosowańUzyskane wyniki pozwalają włączyć quasi wielokrotną WE do standardowych narzędzi stosowanych w urządzeniu do projektowania i badania procesów spawania i termicznej obróbki metali i ich stopów za pomocą wysokoenergetycznej wiązki elektronów znacznie rozszerzając obszar jej zastosowań

25 25 CENTRUM TECHNOLOGII PRÓŻNI - Zakład Techniki Próżniowej Dziękuję za uwagę


Pobierz ppt "1 Temat: Opracowanie metod kształtowania quasi- wielokrotnej wiązki elektronowej pod kątem zastosowania w wybranych materiałach i konstrukcjach Kierownik."

Podobne prezentacje


Reklamy Google