Development of a novel device and analysis method for characterising electron beams for welding applications
Aman Kaur, Colin Ribton, Wamadeva Balachandran
The quality of electron beam welds depends upon a number of parameters like accelerating voltage, beam current, focus settings, vacuum level, working distance and welding speed. Even if these parameters are tightly controlled, there can be variations in the beam that can affect the quality of the welds, due to changes in cathode and electrode geometry and cathode emission. To ensure the quality of the beam prior to carrying out the welds, a probe device has been developed using the slit-probing method. This paper describes the design of the probe and signal processing of the acquired signals. The novel design of the probe facilitates the alignment of the probe in the vacuum chamber and its verification using the acquired signals. The acquired signals are also processed to characterise the electron beam to indicate the quality of the welds. The sensitivity of the analysis method has been enhanced by the use of wavelet decomposition and features vectors. Trials have been carried out focussed on aero engine manufacture to verify that it is possible to detect changes in the electron beam characteristics before they cause weld defects.
Качеството на електроннолъчевите заварки зависи от редица параметри като ускоряващото напрежение, тока на снопа, настройките на фокуса, нивото на вакуума, работното разстояние и скоростта на заваряване. Дори ако тези параметри са строго контролирани, може да има вариации в лъча, които могат да повлияят на качеството на заваръчните шевове, поради промени в катодната геометрия и емисията на катода. За да се гарантира качеството на снопа преди извършване на заваръчните шевове, едно е разработено сондово устройство с помощта на метода на сондиране с процеп. Тази работа описва дизайна на сондата и обработката на придобитите сигнали. Новият дизайн на сондата улеснява подравняването на сондата във вакуумна камера и нейната проверка, използвайки получените сигнали. Получените сигнали също се обработват за характеризирането на електронния лъч с оглед индикация на качеството на заваръчните шевове. Чувствителността на метода на анализ е подобрена чрез използването на вълнова декомпозиция и вектори на характеристиките. Изпитанията са проведени с фокус върху производството на аеро-двигател, за да се потвърди, че е възможно да се открият промени в характеристиките на електронния сноп, преди те да причинят заваръчни дефекти.
Cite this article as:
Kaur A., Ribton C., Balachandran W. Development of a novel device and analysis method for characterising electron beams for welding applications. Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 51 (5-6), 2016, pp. 170-174, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
