[發明專利]電子束焊機一槍多束焊接控制裝置及其方法

有效

• 申請號: 201310088826.3
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103143829A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 黃小東;韋壽祺;陸思恒;郭華艷;王偉;蔣思遠;陸葦;黃海;黃地送
• 申請（專利權）人: 桂林獅達機電技術工程有限公司
• 主分類號: B23K15/02
• 分類號: B23K15/02
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本發明涉及電子束焊接設備，具體涉及一種電子束焊機一槍多束焊接控制裝置及其方法。

背景技術

電子束焊接是一個局部快速加熱到高溫，并隨后快速冷卻的過程。隨著熱源的移動，整個工件的溫度隨時間和空間急劇變化，材料的熱物理性能也隨溫度劇烈變化，同時還存在熔化和相變時的潛熱現象。在電子束焊接生產中，不可避免地產生焊接殘余應力和變形。焊接殘余應力和變形不但可能引起熱裂紋、冷裂紋、脆性斷裂等缺陷，而且在一定條件下將影響結構的承載能力，如強度、剛度和受壓穩定性等，除此以外還將影響到結構的加工精度和尺寸穩定性，從而影響結構質量和使用性能。

電子束一槍多束焊接技術是通過磁場的控制使電子束在不同的位置快速移動，由于移動的頻率很高而產生多束的效果，從而對材料或結構進行處理和加工。通過磁場靈活控制不同位置電子束之間的能量分布，動態調節焊接過程的溫度場，控制焊接的拉應變或者壓應變，實現焊接應力和變形的動態控制，能降低其殘余應力，防止焊接過程中的熱裂傾向，提高焊接質量和性能等。

目前電子束一槍多束焊接技術電子束在不同的位置間快速移動是不斷束的，其間會留下一條掃描痕跡，對精密工件的焊接不利，有必要加以改進。發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電子束焊機一槍多束焊接控制裝置及其方法，電子束在不同的位置間快速移動，其間不會留下多余的掃描痕跡。

為解決上述問題，本發明是通過以下方案實現的：

一種電子束焊機一槍多束焊接控制裝置，主要由中央控制器、偏掃驅動電源、偏掃繞組、光纖驅動電源、光纖、電子束流控制單元、第一電子束流取樣電阻和第二電子束流取樣電阻組成；其中

中央控制器的電子束流取樣信號輸入端連接第二電子束流取樣電阻、2路電子束偏轉電流取樣信號輸入端連接偏掃驅動電源；中央控制器的電子束流給定信號輸出端連接光纖驅動電源、2路電子束偏轉電流給定信號輸出端連接偏掃驅動電源；

偏掃驅動電源由x和y兩路相同的電路構成，這2路電路的輸出端分別連接偏掃繞組的x和y繞組中的其中一組；

偏掃繞組由兩組結構相同、且在同一平面呈90°分布的x和y繞組構成；偏掃繞組位于電子槍的聚焦繞組和工件之間；

光纖驅動電源的輸出端經光纖與電子束流控制單元相連；

電子束流控制單元的輸入端連接第一電子束流取樣電阻，電子束流控制單元的輸出負極接至電子槍的聚束極，電子束流控制單元的輸出正極接至電子槍的陰極；

第一電子束流取樣電阻的一端與電子束流控制單元相接，另一端與電子槍的加速電源的負極相接；

第二電子束流取樣電阻的一端與電子槍的加速電源的正極相接，另一端接地。

上述方案中，所述偏掃驅動電源的x和y路電路各包括運算放大器IC1，N型功率管T1，P型功率管T2，二極管D1和D2，電阻R1～R5，電容C1，以及第一整流濾波電路ZL1；其中

第一整流濾波電路ZL1的輸入端連接外部輸入的兩組交流電；第一整流濾波電路ZL1的輸出公共端與偏掃繞組的一端相接，正極輸出端接至N型功率管T1的集電極，負極輸出端接至P型功率管T2的集電極；

運算放大器IC1的工作電源+V1、-V1由外部電路提供；運算放大器IC1的同相輸入端經電阻R1接地，且運算放大器IC1的同相輸入端連接中央控制器的一路偏轉電流波形給定信號輸出端；運算放大器IC1的反相輸入端經電阻R2接地；運算放大器IC1的輸出端經電阻R3接至N型功率管T1和P型功率管T2的基極；

N型功率管T1和P型功率管T2的發射極接在一起后連接至電阻R4的一端，電阻R4的另一端接地、并與偏掃繞組的另一端相接；電阻R4上輸出的偏掃繞組勵磁電流I_d的取樣電壓信號U_d一路送入接中央控制器，另一路經電阻R5送入運算放大器IC1的反相輸入端；電容C1的兩端分別接在運算放大器IC1的反相輸入端和輸出端上；二極管D1的陰極與N型功率管T1的集電極相接，二極管D1的陽極與N型功率管T1的發射極相接；二極管D2的陽極與P型功率管T2的集電極相接，二極管D2的陰極與P型功率管T2的發射極相接。

上述方案中，所述光纖驅動電源包括運算放大器IC2和IC3，N型三極管T3和T4，電光轉換二極管D3和D4，電位器VR1，電阻R6～R16，以及電容C3和C4；光纖驅動電源的工作電源+V1、-V1由外部電路提供；其中