Large chamber electron beam welding machine designed for joining of 3D structures

Cite as:

This paper presents a new design of new EBW machine. Newly developed EBW machine is intended primarily for welding of massive components large power units as well as series of smaller weldments. The volume of the welding chamber exceeds 320 m³. It is of a cylindrical in shape with a removable top lid. Loading and unloading of weldments are carried out by separate lifting equipment. EB welding machine is equipped with special positioning system with 9 fully controlled axes. Large weldments are loaded onto heavy rotary positioner with a carrying capacity up to 100 tons. This enables realization of linear and rotary welded joints up to 100 mm welding depth. Furthermore 12 pcs of precision rotary stages are integrated in the heavy positioner with the aim to realize welding of series (12 PCs) weldments up to 0.3 tons during one pumping cycle. Two other modules are used for the positioning of the electron guns. It is robot placed on the platform of vertically-mounted linear lifting module. The electron gun is placed at the end of the robot arm. The robotic system is designed to operate in a working vacuum (10^-2 Pa). This concept allows making out practically all types of the spatially-oriented welded joints. The trajectory of welding can be programmed analytically or using teach-in method. Prior to welding a special software have to be elaborated for given weld configuration. The electron gun triode type is made of titanium. Output power of the gun is 30 kW/60 kV. Beam generation system includes also electronic anti-discharge module, module for programming of technological movements of the beam and the module for beam energy distribution for heat treatment applications. Some practical welding applications are described.

Тази статия представя нов дизайн на нова машина за електроннолъчево заваряване (ЕЛЗ). Новоразработената ЕЛЗ машина е предназначена предимно за заваряване на масивни компоненти големи енергийни блокове, както и поредица от по-малки заваръчни съединения. Обемът на камерата за заваряване надвишава 320 m³. Той е с цилиндрична форма с подвижен горен капак. Товаренето и разтоварването на заварените детайли се извършва от отделни подемни съоръжения. Електроннолъчевият заваръчен апарат е оборудван със специална система за позициониране с 9 напълно контролирани оси. Големи детайли се товарят на тежък ротационен позиционер с товароподемност до 100 тона. Това дава възможност за реализация на линейни и ротационни заваръчни съединения до 100 мм дълбочина на заваряване. Освен това са интегрирани 12 броя на прецизни ротационни етапи в тежкия позиционер с цел да се реализира заваряване на поредица (12 бр.) заварки до 0.3 тона по време на един помпен цикъл. Два други модула се използват за позициониране на електронните пушки. Това е робот, поместен на платформа на вертикално монтирани линейно повдигащ модул. Електронната пушка се поставя в края на рамото на робота. Роботизираната система е проектирана да работи в работен вакуум (10^-2 Pa). Тази концепция позволява да се изработват практически всички видове пространствено- ориентирани заварените съединения. Траекторията на заваряване може да бъде програмирана аналитично или вградена. Преди заваряванетотрябва да бъде разработен специален софтуер за дадена заваръчна конфигурация. Електронната пушка от триоден тип е изработена от титан. Изходна мощност на пушката е 30 kW / 60kV. Системата за генериране на електронния лъч включва и електронен модул против разряд, модул за програмиране на технологични движения на лъча и модул за разпределението на енергията на лъча за приложения за топлинна обработка. Описани са някои практически приложения на заваряване.

Download PDF full text

20160506-23

Cite this article as:

Kolenic F., Drimal D., Faragula P., Kovac L., Fodrek P. Large chamber electron beam welding machine designed for joining of 3D structures. Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 51 (5-6), 2016, pp. 141-147, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)