Установка «ЭЛУ-20РЗ» предназначена для прецизионной электронно-лучевой сварки круговых, кольцевых, прямолинейных швов на изделиях из высокопрочных сталей и сплавов на основе никеля, титана, ниобия, молибдена, меди, алюминия, а также разнородных металлических материалов толщиной до 100мм.
Основные узлы установки электронно-лучевой сварки «ЭЛУ-20РЗ»:
- Рабочая камера,
- Станочный комплекс,
- Энергокомплекс,
- Вакуумная система,
- Пневмосистема,
- Система водоохлаждения,
- Электроразводка,
- Система управления.
Рабочая камера предназначена для создания вакуумного пространства, размещения станочного комплекса и технологической оснастки, защиты от рентгеновского излучения, возникающего в результате торможения ускоренных электронов.
Для визуального наблюдения за процессом сварки и настройки электронного луча на стык в камере предусмотрено семь иллюминаторов: шесть на лицевой стороне камеры и один - на левой боковой стороне.
Станочный комплекс установки «ЭЛУ-20РЗ» включает в себя:
- манипулятор электронно-лучевой пушки;
- манипулятор изделия;
- заднюю бабку.
Станочный комплекс обеспечивает выполнение сварочных, установочных и транспортных перемещений, которые осуществляются в соответствии с геометрической формой сварных швов. Благодаря конструктивным решениям точность позиционирования исполнительных механизмов при линейных перемещениях составляет 0,05 мм.
Манипулятор пушки обеспечивает её перемещение в продольном, поперечном, вертикальном направлениях (оси Х, Y и Z) и вращение в плоскостях XZ и YZ (оси С и D).
Манипулятор пушки состоит из следующих основных узлов:
- платформы;
- колонны;
- траверсы;
- механизмов поворота траверсы;
- пушки.
Платформа (сварная пространственная рама из нержавеющей стали) опирается роликами на направляющие и закреплена к откатной крышке с помощью шарнирных кронштейнов.
Каретка манипулятора изделия имеет возможность настроечного продольного перемещения с помощью ШВП (ось В).
Манипулятор изделия состоит из:
- сварного корпуса;
- шпинделя;
- планшайбы с шестью Т-образными пазами для крепления заготовки.
Манипулятор изделия обеспечивает крепление, позиционирование и вращение (ось А) цилиндрических, конических и других объемных изделий с оснасткой массой до 2500 кг.
Станочный комплекс «ЭЛУ-20РЗ» обеспечивает перемещение по 7 осям: продольное, поперечное и вертикальное перемещение электронной пушки (оси X, Y и Z), вращение сварочной головки в плоскости XZ (ось С) и в плоскости YZ (ось D), вращение планшайбы с изделием (ось А), перемещение манипулятора изделия в продольном направлении (ось В), обеспечивает взаимосвязанное перемещение электронно-лучевой пушки и изделия по замкнутому и незамкнутому контурам в соответствии с заданной управляющей программой.
Установка «ЭЛУ-20РЗ» оснащается энергетическим комплексом типа «ЭЛА-60/60». Электроннооптическая система пушки формирует пучок электронов с заданными параметрами. Микропроцессорное устройство контролирует все параметры энергокомплекса, обеспечивает необходимые блокировки. Для повышения работоспособности и срока службы катода осуществляется дифференциальная откачка катодного узла пушки с помощью турбомолекулярного насоса.
Вакуумная система.
Получение разрежения в рабочей камере выполняется с помощью вакуумных станций, которые представляют собой комплекс взаимосвязанных устройств (насосов, запорной аппаратуры, трубопроводов, фильтров, ловушек), приборов для измерения вакуума, средств контроля и управления.
Пневмосистема.
Комплект пневматических средств обеспечивает подачу сжатого воздуха к цилиндрам прижимов откатной крышки и цилиндрам клапанов вакуумной системы. Настройка рабочего давления осуществляется производится регулятором давления, встроенным в фильтр-регулятор. Питание установки сжатым воздухом - автономное, от компрессора с ресивером.
Система водоохлаждения.
Узел водяного охлаждения, состоящий из напорно-сливного коллектора, чиллера, комплекта датчиков температуры, протока воды и давления, обеспечивает безопасную работу электронно-лучевой пушки, насосов и ловушек. Контроль наличия и температуры воды в каналах охлаждения на выходе выполняется с помощью датчиков протока и температуры.
Система управления обеспечивает выполнение следующих функций:
- интерполяционное числовое программное управление осями манипуляторов пушки и изделия по управляющей программе;
- задание контуров параметров энергетического комплекса (тока пучка, тока фокусировки, токов отклоняющих систем по осям X и Y, амплитуды развёртки) в управляющей программе процесса сварки;
- автоматическое управление работой элементами вакуумных станций с возможностью работы в ручном режиме;
- настройка пучка на стык;
- документирование основных параметров сварки (распечатка паспорта сварки детали с указанием даты, номера детали, режима сварки).
Мультипроцессорная система управления (СУ) установки «ЭЛУ-20РЗ» построена на базе устройства ЧПУ, промышленного компьютера, программируемого логического контроллера.
Преимущества установки:
- Исключение влияния субъективных факторов на процесс сварки посредством закрепления отлаженного нормативного технологического процесса сварки в управляющей программе и возможности блокировки несанкционированного изменения программы;
- Высокая стабильность технологических параметров;
- Повышение точности механических перемещений;
- Повышение комфортности условий работы оператора-сварщика за счет интегрирования на рабочем месте органов управления;
- Улучшение ремонтопригодности за счет автоматического диагностирования и тестирования оборудования средствами компьютерной системы управления;
- Решение интерполяционной задачи управления механических координат и технологических параметров (ток процесса, ток фокусировки, токи отклоняющих систем и т.д.).
- Установка оснащена компьютерной системой управления, обеспечивающей в автоматическом режиме управление процессом подготовки вакуума, программное управление процессом сварки, автоматический контроль основных параметров режима сварки, распечатку технологического паспорта сварки, содержащего номер детали, характеристики процесса сварки, выявленные отклонения от нормативного технологического процесса, дату и имя исполнителя (оператора).
