Actual Problems in Machine Building 2018 Vol. 5 No. 1-2

Actual Problems in Machine Building. Vol. 5. N 1-2. 2018 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 22 1 2 3 4 5 6 Рис. 2. Видеокадры сварочного микроцикла (период плавления и переноса одной капли электродного металла), последовательность кадров: 1 - 2 - 3(интервал горения дуги), 4 -5 -6 (интервал короткого замыкания). Анализ представленных на рисунке 2 изображений показывает, что их качество существенно уступает качеству изображений, получаемых ранее, с использованием высокоскоростных кинокамер [7]. По-видимому, это связано с техническими характеристиками применяемой видео камеры и недостаточностью имеющейся подсветки. Модернизация исследовательского комплекса для решения задач выше сформулированной цели Для комплексного исследования процессов плавления и переноса электродного металла в сварочную ванну необходима синхронизация всех блоков и компонентов – лазера, высокоскоростной камеры, осциллографа, сварочного оборудования. С учетом перечисленных особенностей, в составе комплекса, был применен модифицированный CuBr - лазер, со следующими параметрами: средняя мощность генерации регулируется в диапазоне от 1 до 3 Вт; частота следования импульсов излучения от 10 до 25 кГц. Лазер выполнен в виде двух блоков – активного элемента (АЭ) и источника питания (ИП). Активный элемент включает в себя газоразрядную трубку с длиной активной зоны 40 см, диаметром 2 см, высоковольтный коммутатор (тиратрон ТГИ1-270/12), схему запуска тиратрона с оптической развязкой, блоки термостабилизации. Конструкция лазера предусматривает различные режимы работы: режим генератора и усилителя. Это достигается использованием съемных резонаторов. Данный активный элемент может быть использован для реализации схемы лазерного монитора для диагностики процессов в ванне расплава с полным подавлением влияния излучения сварочной дуги. На рисунке 3 приведены видеокадры процесса плавления и переноса электродного металла в сварочную ванну, полученные исследовании с применением модернизированного источника когерентного излучения. Оборудование, сварочные материалы и режимы аналогичны случаю, видеокадры которого приведены на рисунке 2 (сварка проволокой сплошного сечения СВ-08Г2С, диаметр 1,2 мм, источник питания ФЭБ - 315 «Магма», механизм подачи ФЭБ-09, защитная среда - углекислый газ; напряжение на дуге 22,3 В; скорость подачи электродной проволоки 2,3 м/мин; регистрация изображений осуществлялась камерой Baumer , скорость съемки 1500 кадров/сек, экспозиция 5 мкс). Для визуального анализа процессов тепломассопереноса осуществлялась теневая съемка при подсветке лазером и применением одновременной спектральной и временной фильтрацией для детального изучения процессов, протекающих в ванне расплава.