Материал: Управление электронно-лучевой сваркой
|
Ksi |
= K s + -гу-О ~ K s ) sinФ- |
|
||||||
|
|
|
|
|
L |
• L n |
|
|
|
Подставляя полученные значения K2(x) в формулу (3.10), полу |
|||||||||
чим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
w j |
/ |
j / |
- |
° |
f exp |
( * - е хУ dx + |
|
|
а ха у2п |
1 |
i |
р |
2ol |
|
||||
|
|
|
0,5hs |
|
|
( * - е ,) 2 |
|
|
|
|
+ Ksl |
\ |
exp |
cbc + |
|
||||
|
|
-0,5/i5 |
|
|
2G\ |
|
|
||
+ J |
exp |
|
(X -Ex) |
dx\ j |
exp |
(y - * ,Y dy. |
(3.13) |
||
0,5hs |
|
|
2ol |
|
|
|
2o l |
|
|
Упрощая выражение, получим:
Ja = KQKJZUQI
|
I ьг |
0,5/is |
|
1 |
* ” Л-cl |
r |
'1 |
1 |
---- F T |
i |
exp |
|
CylZn |
_o,5hs |
--------1 |
(х - е )2'
t o Q to
dx (3.14)
Интеграл в выражении (3.14) можно решить по приближенной формуле. В этом случае
Jл & K0K\ZUQI 1 |
1 - К л |
( |
г2Л |
= -A s-ex p |
----- - (3.15) |
||
|
ал/2я |
I |
2а 2 |
Выражения (3.13) и (3.14) определяют статическую характери стику рентгеновского датчика стыка. На рис. 3.5 показана зависимость нормированной интенсивности рентгеновского излучения от места положения пучка относительно стыка. Расчеты проводились по фор муле (3.14) при величине зазора As = 3 мм для различных значений a/As, ширина датчика 1д = 50 мм, расстояние от датчика до места свар ки R = 200 мм.
Определим коэффициент глубины модуляции Ки сигнала от стыка (рис. 3.6) как отношение
А
А ’
где As - амплитуда сигнала от стыка; А - амплитуда сигнала датчика при отсутствии стыка.
применяется редко, так как это приводит к такому дефекту, как зани жение верхней поверхности шва. Поэтому был разработан специаль ный коллимированный рентгеновский датчик стыка и специальный метод измерения, позволяющий увеличить глубину модуляции без из менения величины зазора в стыке.
К ж
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00
Рис. 3.7. Зависимость коэффициента глубины модуляции Км от отношения а / hs
3.2. Математическая модель коллимированного рентгеновского датчика положения стыка
Рентгеновский датчик содержит коллиматор - щелевую бленду из свинца, которая ограничивает зону обзора датчика. Коллимирован ный датчик ориентируется таким образом, чтобы проекция коллимаци онного отверстия, представляющего собой полосу, ширина которой йк меньше диаметра пучка dn, пересекала стык с зазором hs под углом Р (рис. 3.8 и 3.9). Пересечение стыка пучком производится вдоль проек ции коллимированного отверстия на оси X. Зона обзора коллимирован ного датчика представлена плоскостью absd.
Интенсивность рентгеновского излучения на коллимированном датчике можно представить в виде
K0Kxz u l i
J д
о хо у2п
*1 ------11 J ехр
—00
'н \ |
т |
н |
|
|
, |
|
J |
2 а ,
____ NJ 1
j
0,5А, |
’ |
|
dx Г ехр |
||
»1/\ ©“ |
. |
|
1 |
||
|
O '- е , ) 2 ’ dy +
2ст* _
|
|
0,5К |
+ Jexp |
dx |
J exp y zl> dy f + J\ + J 2 + *^з» (3.17) |
Х4 |
2ст? |
~0,5АК |
где J\ - интенсивность рентгеновского излучения с поверхности детали 1
на участке от Х\ до х2; Ji - интенсивность рентгеновского излучения с поверхности детали 2 на участке от до JC4; J3- интенсивность рентге новского излучения из зазора в стыке 3.
Рис. 3.8. Схема ориентации коллимированного рентгеновского датчика
Учитывая, что dn = 2ст и hK< 2а, £у = 0, можно решить прибли женно интеграл в выражении (3.17):
|
|
|
0,5АК |
|
{ у - г , У |
|
|
|
||
|
|
|
J |
ехр |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
2o l |
dy«hK. |
|
||||
|
|
|
-0.5А, |
|
|
|
|
|
||
Определим значения составляющих в выражении (3.17): |
||||||||||
J im M |
M |
i xf ( 0y5hK. xtgр |
* |
|
ехр |
(* ~ e) dx, |
||||
|
|
а 22я |
|
|
|
|
2cosp |
|
|
2 a 2 |
, |
к 0 к хг и % 1 * } ( п с , |
|
. , 0 |
h s |
\ |
exp |
(* ~ e )2 |
|||
|
|
|||||||||
J i = v- ' h |
J |
0,5hK+ xtgfi- |
|
2CT2 |
||||||
|
|
<j22n |
x3\ |
|
|
2cos(i |
|
|||
|
|
|
KQKXZ UQJ 7 |
(*~ e) |
|
dx — |
—1/2 r. |
|||
|
|
|
а 22я |
|
| exp |
2 a 2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
С учетом этих составляющих выражение (3.17) запишется в виде |
||||||||||
|
|
KQK \ZU ll |
|
|
*4 |
|
(* - g )Z d x - |
|||
|
|
|
|
} ехр |
|
|||||
|
д |
Стл/2т1 |
1 |
|
а-у/^я |
.*1 |
|
2 a2 |
|
|
х2 |
|
*-fgP |
|
hs |
\ |
|
( x - e )2 |
Jf4 |
|
|
- l |
0 ,5 - |
|
|
exp |
< ft- J |
0,5 |
||||
*1 |
|
К |
2*Kcospj |
2 a2 |
|
*3 |
AK |
|||
|
|
|
|
hs |
|
\ |
О - e)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
exp |
& |
(3.18) |
|||
|
|
|
2hKcos P |
|||||||
|
|
|
|
2 a2 |
|
|
|
|||
где пределы интегрирования равны: |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
hKcosP + hs |
hKcosP + /w |
||||||
|
|
*1 = — |
2 sin P |
|
’ *3 = - |
2sinP |
5 |
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
hKcos P - hs |
hKcos P + hs |
||||||
|
|
*2 = |
|
|
|
— |
K |
|
(3.19) |
|
|
|
2sinP |
*4 = |
|
2sinP |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
На рис. 3.10...3.12 показаны зависимости нормированной ин тенсивности от места положения пучка относительно стыка для раз личных значений а / hs и углов Р = 10,45, 75,90°.