HU176342B - Method and apparatus for quick starting the scraping carried out by thermochemical process - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés termőkémiai úton végzett hántolás gyors beindításra.

Fém munkadarabok teljes felületének vagy a felület egy részének eltávolítására mechanikus eljárásokat is alkalmaznak. A művelet célja általában a felület letisztítása, illetve a hibás felületi részek eltávolítása.

Ismeretes, hogy a termokémiai hántolás során először a fém munkadarabot melegítik olyan hőmérsékletre, amelyen a felületi réteg megolvad vagy elég. Az előmelegítést rendszerint egy viszonylag kis felületre irányított lánggal végzik, majd nagy sebességű irányított oxigénárammal terhelik a megolvadt fémrészt. A nagysebességgel áramló oxigénsugár két feladatot lát el. Először is termokémiai reakcióba lép a fémmel, másrészt pedig maga előtt tereli a megolvadt fémet, lehetővé téve ezzel újabb, friss felület reakcióba lépését.

Ilyen megoldásokat ismertetnek például a 128 182, 128 984 és 171 063 sz. magyar, valamint a 3 658 599 sz. USA szabadalmi leírások.

A termokémiai hántolás során alkalmazott, viszonylag hosszadalmas előmelegítés kiküszöbölésére már számos kísérletet tettek. Á kézilánggal végzett termokémiai hántolásnál fémiudat alkalmaznak, hogy a műveletet gyorsabban lehessen beindítani. Ilyen megoldást ismertet például a 2 205 890 sz. USA szabadalmi leírás. A berendezéssel a műveletet végző személy ügyességétől függ, hogy milyen egyenletesen tudja a hántoló oxigénáramot vezetni, valamint, hogy milyen szögben tartja a fúvókát és az előbb említett előmelegítő rudat. A munkadarab a művelet során rögzítve van, és a berendezést mozgatja a kezelő a munkadarab mentén. Ugyan5 csak rögzített munkadarabon végzett termokémiai hántolást ismertet a 2 309 096 sz. USA szabadalmi leírás. Ennél a megoldásnál az eljárás gépesítve van, és a beindítás gyorsaságát fémhuzal alkalmazásával fokozzák.

Nyilvánvaló, hogy a fenti megoldásoknál a művelet beindítása csak az előmelegítés elvégzése után lehetséges. Ismeretesek azonban olyan berendezések is, amelyekkel a gyors beindítás megoldható. Gyors beindításon (flying start) a termokémiai reakció 15 olyan azonnali beindítását értjük, amely lehetővé teszi, hogy a hántolási művelethez szükséges sebességgel mozgó munkadarabon a termokémiai reakció gyakorlatilag késedelem nélkül beindítható. A termokémiai hántoláshoz szükséges sebesség 20 6—45 m/perc. A megadott sebességtartomány alsó része a hideg munkadarabokon végzett, fölső tartománya pedig a meleg munkadarabokon végzett termokémiai hántolásra vonatkozik. Ilyen gyors beindításra alkalmas eljárást ismertet a 3 216 876 sz.

USA szabadalmi leírás. Az indítást fedőpor alkalmazásával oldják meg. Ugyancsak gyón beindítás lehetséges a 2 513 425 és a 3 658 599 számú USA szabadalmi leírásokban ismertetett megoldások segítségével. Ezeknél a gyors indítást fűtött elektróda segítőével végzik.

A fedőporral tr.ee t gyors indítás hátránya, hogy a port szalljirö i rendezés igen megbízhatatlan, minthogy igen nagy igénybevételnek van kitéve és rendkívül gyorsan elkopik. Ezen túlmenően az alkalmazott fémpor meglehetősen drága, így ez a 5 megoldás nem kielégítő.

A villamos energiával végzett indítások viszonylag bonyolult megoldások és több problémát vetnek fel. Azoknál az eljárásoknál, ahol az indítás villamos ívvel történik, a munkadarab részét alkotja 10 egy villamos áramkörnek, és ebben az esetben villamos kontaktust kell biztosítani a mozgó munkadarabon. Ha az indítást villamos ív segítségével úgy végezzük, hogy a munkadarab nem vesz részt az ívképzésben, akkor viszont az ívet húzó elekt- 15 ródákat rendkívül közel kell elhelyezni a munkadarab felületéhez, hogy elegendő hőt tudjunk biztosítani a munkadarab felületén levő anyag égési hőmérsékletre hevítéséhez. Ez a megoldás már azért is hátrányos, mert nehéz biztosítani az elekt- 20 ródarendszer számára a megfelelő helyet, és ezenkívül a hántolás során fellépő fröcskölés az ívet tönkreteheti.

Újabb megoldásokat ismertetnek a 3 966 503 és 3 991 985 számú USA szabadalmak. Ezeknél a 25 megoldásoknál a gyors indítást úgy végzik el, hogy a hántolás kiindulópontjához felhevített huzalt érintenek, és a huzalt égési hőmérsékletére hevítik a hántolófejből kiáramló sugárral, vagy más külső hőforrással. Ez a megoldás jól alkalmazható olyan 3Q esetekben is, ahol egy adott felületen több különálló helyen kell hántolást végezni, ehhez azonban több huzaladagoló egységet és ezekhez tartozó hántolóegységeket kell alkalmazni.

A termokémiai úton végzett hántolási művelet j₅ gyors beindításához tehát mindezideig valamely járulékos anyagot kellett felhasználni, például fedőport vagy indítóhuzalt, és ezek segítségével lehetett a munkadarabon az égési hőmérsékletet létrehozni.

A jelen találmánnyal olyan olcsó és megbízható megoldás kialakítása a célunk, amely lehetővé teszi mozgó munkadarabon végzett elektrokémiai hántolás azonnali beindítását és sima hántolt felület kialakítását járulékos anyag, például fedőpor vagy indítóhuzal, illetve villamos ív alkalmazása nélkül.

A találmány szerinti megoldással még az is célunk volt, hogy lehetővé tegyük több fúvóka alkalmazásával a munkadarabon különböző helyeken levő hibás felületek egyidejű eltávolítását anélkül, hogy a mozgó berendezés sebességét üzemelés ₅θ közben változtatni kelljen.

A kitűzött feladatot a találmány szerinti eljárással úgy oldjuk meg, hogy a hántolandó munkadarabnak azon pontjára, ahol a termokémiai reakciót kívánjuk beindítani, nagy intenzitású oxigénsugarat irányítunk és fémfürdőt alakítunk ki a pont környezetében. A munkadarabnak és a hántoló egységnek egymáshoz viszonyított elmozdulásával egyidejűleg vagy azt követően a kiválasztott pontot úgy hevítjük gyúlási hőmérsékletre, hogy a felületére lézersugarat bocsátunk. Amikor a fémfürdő a kívánt szélességet elérte, a nagy intenzitású oxigénsugarat kikapcsoljuk és a hántolási műveletet a szokásos módon a hántoló oxigénsugár segítségével végezzük. «

Az eljárás úgy is elvégezhető, hogy a termokémiai reakciót nagy intenzitású oxigénsugár nélkül indítjuk be. Ez esetben a munkadarab és a hántoló oxigénsugarat kibocsátó hántoló egység közötti viszonylagos elmozdulás beindításával egyidejűleg legalább egy lézersugarat irányítunk a munkadarab azon részére, ahol a termokémiai reakciót kívánjuk beindítani és a lézersugárral vagy lézersugarakkal a mozgás irányára merőleges sávban több pontot hevítünk gyúlási hőmérsékletre. A hántoló oxigénsugarat a megolvasztott sávra irányítjuk és a hántolást a sáv teljes szélességében kezdjük el. Ha a hántolási sávot egyetlen lézer segítségével alakítjuk ki, a sávot a lézer mozgatásával hozzuk létre.

A találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmazott berendezés legalább egy lézenei van ellátva és ha az indítást nagy intenzitású oxigénsugár segítségével végezzük, a hántoló egységgel szemben a munkadarab felületével hegyesszöget bezáró oxigén fúvócső van elhelyezve.

A berendezésben alkalmazott lézer lehet folyamatos üzemű vagy impulzus lézer. A lézersugár mozgatását mechanikus vagy optikai úton lehet biztosítani.

A jelen találmány alapja tehát az a felismerés, hogy nagy intenzitású lézersugarat a hántolandó fém munkadarab felületének rendkívül kis részére fókuszálva és előnyösen ezt a kis felületrészt előzőleg oxigénsugárral bombázva olyan termokémiai reakció jön létre, amely a kis felületrész megolvadását eredményezi, és ez a megolvadt felület kiterjeszthető egy 5—25 cm-es szélességű sávra.

Hangsúlyozni kívánjuk, hogy lézersugárnak fémek megmunkálásához történő felhasználása már régóta ismert. Elteijedten alkalmaznak lézerfejeket fémek vágásához és olykor egyéb megmunkáláshoz is. Hyen megoldások találhatók például az 1 215 713 és 1 437 237 számú angol, a 3 941 973 számú USA vagy a 124 775 számú NDK szabadalmi leírásban. Ezek a szabadalmak lényegében a lézersugarak előállítási módjára, illetve a lézerfejek konstrukciójára vonatkoznak. Ebben a vonatkozásban találmányunk nem különbözik a hagyományosan alkalmazott lézerektől. Ugyanakkor azonban a lézersugár alkalmazása a termokémiai hántolás, illetve oxigéngyalulás gyors beindítására, tehát nem magára a megmunkálásra, hanem a gyors felmelegítésre mindenképpen új és a technika jelenlegi állása erre való utalást sehol nem tartalmaz.

Ismert tény, hogy a lézersugarat rendkívül kis helyre (0,1—1 mm átmérő, 1—0,1 mm mélység) lehet koncentrálni, és ekkor az adott felület megolvasztható. Az a tény azonban már igen meglepő, hogy a lézersugár által megolvasztott kis felületű fém nagy intenzitású oxigén sugárral termokémiai hántolás beindítására alkalmas fémfürdővé szélesíthető. Az eddigi ismeretek alapján ilyen esetekben az várható, hogy a nagy intenzitású oxigén sugár a rendkívül kis mennyiségű olvadt fémet elfújja, mielőtt bármilyen termokémiai reakció beindulhatna. Az is félő volt ilyen esetekben, hogy a nagy intenzitású oxigén sugár a felületet gyorsan lehűti és ezzel megakadályozza a termokémiai reakció beindulását.

.6

A lézereknek általában két típusát használják, ezek a folyamatos üzemű lézerek, és az impulzuslézerek. Az impulzuslézerek, amint az a nevükben is szerepel, igen rövid energialökések formájában bocsátják ki a sugárzást. Minthogy a találmány tárgyát képező eljárás során a gyors indítás szakaszosan történik, erre a célra különösen előnyösek az impulzuslézerek. Ugyanakkor azonban megjegyezzük, hogy folyamatosan működő lézerek is felhasználhatók termokémiai úton végzett hántolás gyors beindítására, ha a folyamatosan kibocsátott sugarat megfelelő berendezés, például szaggatószerkezet segítségével szakaszossá tesszük. A találmány szerinti megoldás bizonyos kiviteli alakjainál kifejezetten előnyös a folyamatos működésű lézerek alkalmazása.

Amikor a találmány szerinti eljárás során a lézersugárral és az oxigén sugárral előállított fémfürdő szélessége eléri a hántolás szélességét, az indítási folyamat tulajdonképpen végetér. Az oxigénáramot ekkor vagy a hántolás folytatására használjuk fel, vagy kikapcsoljuk és egy másik oxigénsugarat alkalmazunk a fémolvadék elhajtására. Ez a fúvóka, illetve oxigénsugár a megmunkálandó felülettel hegyesszöget kell bezárjon, hogy a fémfürdő továbbítását el tudja látni, és a hántolási műveletet el tudja végezni. A hántolás végzésére alkalmazott oxigénsugár, illetve a fúvóka kialakítása és alakja a hántolás céljától és minőségétől függ.

Az ismertetett megoldással természetesen nemcsak akkor végezhető el gyors beindítás, ha a munkadarab és a berendezés egymáshoz viszonyítva mozgásban van, hanem állandó munkadarab és álló hántolóberendezés esetén is. Ha azonban a műveletet álló munkadarabon, álló berendezéssel végezzük, a hántolás beindításakor azonnal el kell indítani az előtolást anélkül, hogy a fémfürdő kialakulását megvámók, hogy a hántolás beindulásakor a munkadarab és a berendezés egymáshoz képest elmozduljon. Ha az elmozdulás nem kezdődik meg azonnal a folyamat beindításakor, az oxigénáram lyukat fúr a munkadarab felületébe, rendkívül rövid idő alatt. A művelet során természetesen közömbös, hogy a munkadarab áll és a megmunkáló berendezés mozdul el, vagy fordítva, a berendezés van rögzítve és a munkadarabon biztosítjuk az előtolást.

A jelen szabadalmi leírás során hántoló oxigénsugárnak nevezett gázsugár a munkadarab hántolandó felületére irányított olyan oxigénsugár, amelynek intenzitása megfelelő ahhoz, hogy a fém felületi rétegét termokémiai úton eltávolítsa. Az eltávolított réteg mélysége általában 1 —8 mm lehet, és a hántolási szélesség mindig legalább 25 mm. A hántoló oxigénsugár célszerűen lapos sugár, de adott esetben kialakítható kör alakú vagy másféle hántoló oxigénsugár.

Megjegyezzük, hogy a jelen szabadalmi leírásban nagy intenzitású oxigénsugáron fúvókából kiáramló olyan oxigénsugarat értünk, amelynek a fúvócsőből való kiáramlási sebessége nagyobb, mint egy azonos keresztmetszetű hántoló fúvókából kiáramló oxigénsugár sebessége.

Egy meghatározott felületrész elektrokémiai hántolásához egyenletes sebességeloszlású, lapos hántoló oxigénsugarat kell kialakítani. Ahhoz, hogy a letisztított felület sima átmenettel csatlakozzék a környező részekhez, az oxigénsugár intenzitása a sugár széle felé fokozatosan kell csökkenjen, míg a fúvóka pereménél az intenzitás egészen nulla ér5 tékig csökken. így az oxígénsugár által letisztított felület valamivel keskenyebb, mint a fúvóka szélessége. Ilyen oxigénsugarat előállító fúvóka ismertetése található a 607 888 sz. USA szabadalmi leírásban.

Ha egy munkadarab teljes felületét kívánjuk oxigénsugárral elektrokémiai úton hántolni, nem csupán arra kell vigyázni, hogy a letisztított felület sima legyen és bordák nélkül csatlakozzon a szomszédos részekhez, hanem az oxigénsugarakat úgy 15 kell beállítani, hogy azok egymást át se lapolják, és hézagok se maradjanak közöttük. Ha ugyanis a sugarak egymást átlapolják, az érintkezési felületeken mélyebb barázdák jönnek létre, míg ha a sugarak között hézag van, akkor a hántolt felü20 létén bordák maradnak.

Ilyen felület kialakításához azonban olyan egymás mellett vezetett oxigénsugarak szükségesek, amelyek egymás mellett taszítják előre a fémolva25 dékot a salakkal együtt, és amelyekben az intenzitás eloszlása a peremek felé fokozatosan csökken, ugyanakkor az oxigénsugár által letisztított felület legalább olyan széles kell legyen, mint a fúvókának a szélessége. Ilyen követelményeket kielégítő fú30 vóka ismertetése található a 607 887 sz. USA szabadalmi leírásban. Az így kialakított fúvókarendszerrel a megmunkálandó felület fölött áthaladva normál üzemi sebesség mellett lehet a fúvókák egy részét vagy az összes fúvókát a kívánt időben be35 illetve kikapcsolni, és ezzel egy olyan hántolt felületeloszlást kialakítani, amelyet a munkadarab megkövetel.

A találmány szerint a hagyományos módon is elvégezhető a hántolás, ha egy egyenletes lapos 40 oxigénsugarat alakítunk ki, amelyben az intenzitás középtől a széle felé teljesen egyenletes. Ebben az esetben a találmány szerinti megoldás előnye az, hogy a berendezésbe érkező munkadarabok előtolási sebességét nem kell csökkenteni, illetve az 45 előtolást nem kell leállítani, hanem a munkadarabok változatlan sebességű mozgása mellett lehet a hántolást beindítani, míg a hagyományos eljárásnál a munkadarabokat az előmelegítés idejére le kellett állítani. A találmány szerinti megoldásnál a hánto50 lási művelet abban a pillanatban kezdődhet, amikor a berendezés, illetve a fémhuzal a munkadarabot megérinti.

A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti berendezés hántolóegységének oldalnézete a termokémiai hántolás gyors beindítása előtti pillanatban, a

2. ábra az 1. ábrán bemutatott hántolóegység 2-2 nézete, a

3. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés 3-3 nézete, a találmány szerinti eljárás első lépése alatt, a

4. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés 3-3 65 nézete az eljárás második lépése alatt, az

5. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés 3-3 nézete az eljárás harmadik lépése alatt, a

6. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés 3—3 nézete a találmány szerinti eljárás utolsó lépése alatt, a

7. ábra a találmány szerinti berendezés axonometrikus képe, a

8. ábra a találmány szerinti berendezés egy másik kiviteli alakjának axonometrikus képe, a

9. ábra a találmány szerinti berendezés egy további kiviteli alakjának axonometrikus képe, a

10. ábra a találmány szerinti berendezés egy olyan kiviteli alakjának axonometrikus rajza, amellyel nagyfelületű munkadarabok teljes felületének egy műveletben történő hántolása végezhető el, a

11. ábra a 10. ábrán bemutatott berendezéshez tartozó lézeregység egy kiviteli alakja, a

12. ábra a 10. ábrán bemutatott berendezés oxigénfúvókáinak nézete, a

13. ábra a 10. ábrán bemutatott berendezéssel végzett hántolás eredményeképpen kapott munkadarab és a berendezés felülnézete, a

14. ábra a találmány szerinti megoldás egy olyan kiviteli alakjának oldalnézete, ahol nem alkalmazunk nagy intenzitású oxigénsugarat, a

15. ábra a 14. ábrán bemutatott berendezés elölnézete a hántolóegység nélkül, amikor a lézersugárral a munkadarab felületén egy pontsort hevítünk gyújtási hőmérsékletre, a

16. ábra a lézeregység egy másik megoldását mutatja, és a ábra a 16. ábrán bemutatott lézeregységgel végzett gyors beindítással megmunkált munkadarab felülete.

Az 1. ábrán látható berendezés egy lézerfejet tartalmaz, amely az A pontban éri el a W munkadarab felületét. Az A pont közvetlenül a hántolandó rész előtt van, és ebben a pontján kezdjük 40 el a hántolást. A 2 fúvócső, amelyen át az előmelegítő oxigén áramlik, közönséges csővezeték lehet, amelynek átmérője körülbelül 1—5 cm. Ez

5-25 cm átmérőjű, illetve szélességű fémfürdőt alakít ki. A 2 fúvócső alsó vége hajlítottan van kialakítva, hogy a 30 oxigénsugár a W munkadarab felületét hegyesszögben élje. A 30 oxigénsugár középvonala a W munkadarab felületét a B pontban éri el. A B pont az A pont mögött helyezkedik el és a C pont előtt. A C pont a 2 fúvócső belső palástjának a rajz síkjába eső alkotója, és a W munkadarab felületének metszéspontjában helyezkedik el.

A 3 hántolóegység a hagyományos alsó és fölső 12 és 13 fűtőtömbökből áll. Ezek a 12 és 13 fűtőtömbök tartalmazzák a 14 és 15 lángszóróbetéteket, amelyek a fűtőgázt bocsátják ki. A fűtőgáz elégetéséhez kis sebességű oxigénáramot alkalmazunk, amelyet a 16 résfúvókából áramoltatunk ki. A 16 résfúvókát a 12 fűtőtömb 17 alsó felülete és a 13 fűtőtömb 18 fölső felülete határolja. A 16 résfúvóka a 2. ábrán látható módon téglalap alakú nyílásként van kialakítva. A fűtőgázt és az oxigént a 20, illetve 21 csővezetékeken át az ismert módon vezetjük a 3 hántolóegységbe.

Az 1. és 2. ábrákon bemutatott berendezés a következőképpen működik. Legelőször beindítjuk a 3 hántolóegységben az előmelegítő lángot oly módon, hogy fűtőgázt áramoltatunk ki a 14 és 15 lángszóró betéteken és ugyanakkor kis mennyiségű oxigént vezetünk ki a 16 résfúvókán. Ez a 22 előmelegítő láng a munkadarab felületére csapódik és onnan visszaverődik.

Amikor a mozgó munkadarab felületén levő hántolandó rész közvetlenül a B pont elé kerül, a 2 fúvócsőből nagy intenzitású oxigénsugarat bocsátunk ki, amely a munkadarab felületére a B pontban csapódik. Amikor ez a területrész eléri az A pontot, a lézersugarat bekapcsoljuk, és a szóban forgó pontot azonnal gyújtási hőmérsékletre hevítjük. Ekkor a termokémiai reakció, azaz a hántolás beindul.

A 2 fúvócsőből kiáramló oxigén és lézersugár által előállított fémfúrdőt fokozatosan szélesíti és a 16 résfúvókából kiáramló oxigénsugár, amely a W munkadarab felületét a D pontban érinti, rövid időn belül átveszi a 2 fúvócső szerepét. Amikor a fémfürdő szélessége eléri a 16 résfúvókán kiáramló 22 oxigénsugár szélességét, a 2 fúvócsövet kikapcsoljuk és csak a 16 résfúvókán át vezetünk a W munkadarab felületére oxigént. A hántoló 22 oxigénsugarat egészen addig tartjuk bekapcsolva, ameddig a hántolást végezni kívánjuk.

Az előbb ismertetett műveletsorozatot természetesen automatizálni lehet, és a 3 hántolóegység előmelegítő lángjának beindításától kezdve például relékkel, időkapcsolókkal és mágnestekercsekkel oly módon lehet a folyamatot irányítani, hogy az indítás után az ismertetett lépések meghatározott sorrendben automatikusan követik egymást. Egy második jelre a hántoló oxigénsugarat kikapcsolhatjuk és csak az előmelegítő lángot tartjuk bekapcsolva. Ebben az állapotban a berendezés bármely pillanatban üzembe helyezhető.

Megoldható természetesen a gyors indítás a találmány szerint oly módon is, hogy az előmelegítő lánggal egyidejűleg bekapcsoljuk a hántoló 22 oxigénsugarat is, és akkor a nagy intenzitású oxigénsugár segíti a fémfürdő kialakulását és kiszélesedését. Amikor a fémfürdő elérte a megfelelő szélességet, az előmelegítő lángot kikapcsolhatjuk és az előbb ismertetett módon a hántoló 22 oxigénsugár végzi tovább a hántolást.

A 2. ábrán látható az 1. ábrán bemutatott 3 hántolóegység 16 résfúvókájának 19 kibocsátó nyílása elölnézetben. Ez a kialakítás alkalmas arra, hogy sima átmenetű felületeket lehessen a berendezéssel megmunkálni. Erre a célra egyéb kialakítású fúvókák is alkalmasak. Ilyet ismertet például a 607 888 számú USA szabadalmi bejelentés is. Ezeknek a fúvókáknak tipikus jellemzője, hogy a fúvóka maga szélesebb, mint az általa lemunkált felület. Ez azért szükséges, hogy a megmunkált és a megmunkálandó felület közötti sima átmenetet biztosítsuk. Ugyanakkor azonban a fúvókák ilyen kialakítása megakadályozza azt, hogy egymás mellé helyezett fúvókákkal egy teljes felület egyidejűleg történő hántolását végezzük el párhuzamos sávokban történő megmunkálással. Ez esetben ugyanis a fúvókák által lemunkált sávok között hántolatlan sávok maradnának. Ezért az ilyen fúvókákkal kizárólag egyes sávokat lehet megmunkálni.

A 2. ábrán látható, hogy a 12 és 13 fűtőtömbök úgy vannak kialakítva, hogy a 14 és 15 5 lángszóró betétek pontszerű fuvókasorokkal vannak ellátva, a 16 résfúvóka 19 kibocsátónyílása pedig széleinél háromcsövű 25 betétdarabokkal van ellátva, melyek biztosítják, hogy a kiáramló oxigénsugár intenzitása a 16 résfúvóka peremei felé foko- 10 zatosan csökkenjen, és így érje el a nulla értéket.

Az 1. ábrán jól látható, hogy az A pont a B pont mögött helyezkedik el, az A és B pontok viszonya azonban változhat oly módon, hogy az A ¹⁵ pont szélső helyzete a B pont előtt mintegy 10 cm-re lehet, és helyzete ettől változhat a B pont mögött egy bizonyos távolságig. Ez a távolság lényegében a 2 fúvócső belső átmérőjének méretétől függ. Ennek megfelelően a C pont helyzetét 20 is a 2 fúvócső mérete és alakja határozza meg. Célszerűen az A és B pontok közötti távolság olyan, hogy az A pont körülbelül 1 cm-re legyen a B pont előtt. Az A és B pontok közötti távolság optimális mértékét az az a szög határozza meg, 25 amelyet a nagy intenzitású oxigénsugár és a munkadarab felszíne zár be. Befolyásolja még ezt a méretet a fúvócső mérete is. Az_oa szög a találmány szerinti megoldásnál 30 és 80 között változhat? célszerűen 50 és 60 között van. Ha az a szög 30 30 és a fúvócső belső átmérője 2 cm, az A és B pontok közötti távolság 0 és 8 cm között kell legyen. Ha ugyanezt a 2 fúvócsövet használjuk és az a szög értéke 80 , a fenti tartomány 0-3 cm.

A C pont, amely - mint mondottuk - a W 35 munkadarab felületének és a 2 fúvóka rajzsíkjába eső alsó geometriai alkotójának metszéspontja, alkotja azt a pontot, amely a B pont mögött az A pont legszélső elfoglalható helyzetét mutatja, ahol a termokémiai reakció még beindítható. 40

A 3-6. ábrákon a találmány szerinti gyors indítás lépéseit mutatjuk be egymás után. Hangsúlyozzuk, hogy az itt bemutatott egymást követő lépések összesen körülbelül egy mp alatt játszódnak le. 45

A 3. ábrán az a pillanat látható, amikor lézersugár érintkezik a W munkadarab felületén levő A ponttal. Az A pont a hibás felület közvetlen közelében van. Az ábrán nyíl jelöli a munkadarab haladási irányát. A munkadarab előtolási sebessége 50 körülbelül 15 m/perc. Ezzel egyidejűleg a 2 fúvócsőből oxigént bocsátunk a W munkadarab felületére. Ekkor a W munkadarab felületén az A pontban 23 fémfürdő alakul ki. Ezzel az elektrokémiai úton végzett hántoiás gyors beindításának 55 első lépése lejátszódott.

A 4. ábrán látható fázis a 3. ábrát követően mintegy fél másodperccel későbbi állapotot mutat. Amint a W munkadarab állandó sebességgel a nyű irányába mozog, a 24 fémfürdő szélesedni kezd a 2 fúvócsőből kiáramló 30 oxigénsugár hatására.

Az 5. ábra újabb másfél másodperc elteltével beálló helyzetet mutat. A fémfürdő legyezőszerűen továbbszélesedik, miközben a W munkadarab állandó sebességgel mozog tovább. A 2 fúvócsőből eközben w

folyamatosan áramlik az oxigén. Ebben a fázisban, amikor a fémfürdő eléri teljes szélességét, mintegy 25 cm-t, kapcsoljuk ki a 2 fúvócsőben az oxigénáramot. Ezután a 3 hántolóegység hántoló 22 oxigénsugara végzi tovább a műveletet. A 16 résfúvókán kiáramló nagyintenzitású 22 oxigénsugár elsöpri a 26 salakréteget a fémolvadék egy részének felületéről, és jól elválasztható zónákra osztja a megmunkált felületet.

A 6. ábrán látható a hántoiás további lefolyása. Ez a stádium a 3. ábrán bemutatott fázist követően körülbelül 1 másodperccel áll be. A W munkadarab felületén jól megkülönböztethetők a különböző 27, 28 és 29 zónák. A 27 zónában már lehántolt felület található, a 28 zóna fémolvadékkal van borítva és a 29 zónában a fémolvadék felszínén salakréteg helyezkedik el. Ahogy a munkadarab és a berendezés egymáshoz képest folyamatosan elmozdul, a W munkadarab felületén a hántoiás során mindvégig megkülönböztethető a három zóna. A 6. ábrán látható stádiumban a 2 fúvócsövön áramló előmelegítő oxigénsugarat leállítottuk, és a hántoiás a hántolandó sáv teljes szélességében folyik. Fontos, hogy a megmunkált felület szélessége pontosan azonos azzal a szélességgel, amelyet a 2 fúvócsövön áramló oxigénsugár a 23, illetve 24 fémfürdő kiterjesztésével kialakított. Ez azért lényeges, mert így lehet megelőzni az eljárás során az egyetlen felület,· illetve a bordák kialakulását.

A 7. ábrán a találmány szerinti teljes berendezés axonometrikus rajza látható. Az 1. ábrán bemutatott részlet a 7 konzolra erősített szerkezeteket és a 3 hántolóegység egy részét mutatta be. Az egész berendezés 33 síneken mozgó 32 kezelőfülkéhez van erősítve. A 31 keret lehetővé teszi a berendezésnek mind hosszirányban, mind keresztirányban a W munkadarab fölött történő elmozdítását. A 32 kezelőfülke, amelyhez a 31 keret van erősítve, magában foglalja valamennyi vezérlőberendezést. Innen lehet irányítani az 5 lézert, a 2 fuvócsőbe áramló oxigén mennyiségét, valamint a 3 hántolóegységbe vezetett fűtőgáz és oxigén mennyiségét. A 33 sínek egyikén 34 fogasléc van elhelyezve, amellyel a 32 kezelőfülkében levő, a rajzon nem ábrázolt motorhoz kapcsolt fogaskerék illeszkedik. Ennek segítségével mozdítható el a 32 kezelőfülke 33 síneken. Hasonló 36 fogasléc van a 31 keretre is erősítve. Ez biztosítja a 3 hántolóegységet, az 5 lézert és a 2 fúvócsövet tartó 40 kocsi keresztirányú vagy vízszintes elmozdulását. A berendezés egységei 40 kocsira 37 szán közvetítésével vannak felerősítve. A 37 szán a 40 kocsihoz képest merőlegesen, függőleges irányban mozdul el. A függőleges irányú elmozdulást a 39 hajtómű teszi lehetővé. A 37 szán vezetésére a 38 lapra ugyancsak fogasléc van felerősítve.

A 40 kocsit a 31 kereten a 36 fogasléchez csatlakozó, a rajzon nem ábrázolt motorral hajtott 35 nyeles fogaskerék mozgatja.

A 7. ábrán bemutatott berendezéssel a W munkadarab felületén tetszőlegesen elhelyezkedő hibás felületek hántolhatók le, miközben a berendezés a munkadarab fölött hosszirányban folyamatosan mo5 zog. A 41 felület egy tipikus hántolással megtisztított felületrészt mutat.

A 8. ábrán az 5 lézer egy másik elhelyezésmódját mutatjuk be. A berendezés feltüntetett egységei megegyeznek a 7. ábrán bemutatott egységekkel, csupán az 5 lézer van másutt elhelyezve. Az 5 lézer optikai rendszert, ez esetben egy 90 -os prizmát tartalmaz, így a lézersugár a munkadarab jobb oldaláról jut a B ponthoz.

A 9. ábrán a 7. ábrához xepest az a változás, 10 hogy a 2 fúvócső jobb oldalról hajlik a B pont felé. Ily módon a 2 fúvócsőből kiáramló oxigénsugár a fémolvadékot a 3 hántolóegység felé hajtja. Ezzel a kialakítással lehetővé válik a kialakulóban levő fémfürdőnek gyorsabban történő szélesítése, és 15 így egy szélesebb hántolt felület biztosítása, mint ami a 7. és 8. ábrán bemutatott kialakítással elérhető. A 2 fúvócsövet természetesen a másik oldalon is el lehet helyezni, sőt a két állás között bármilyen helyzetben. Kialakítható olyan bérén- 20 dezés is, amely a 7. és 8., illetve 9. ábrán bemutatott megoldások kombinációja, vagyis a 2 fúvócső a beindítás kezdetén a 7. vagy 8. ábra szerinti irányba néz, majd amikor a fémfürdőt kell szélesíteni, átvált a 9. ábrán bemutatott irányba. 25

A 10. ábrán bemutatott berendezéssel munkadarabok teljes felületének olyan hántolása végezhető el, amelynek során a felületi hibák által megkövetelt időben és sorrendben különböző helyeken végzünk hántolást egymás mellett párhu- 30 zamosan elhelyezett hántolóegységekkel. Ezzel a berendezéssel egy adott W munkadarab teljes felülete egy menetben munkálható meg anélkül, hogy az előtolást le kellene állítani, vagy sebességét csökkenteni kellene. Az 51 hántolóegységek és a 35 hozzájuk tartozó 52 lézerek az optikai rendszerekkel, valamint az 53 fúvócső között 54 kocsira vannak erősítve. Az 54 kocsi 55 és 56 síneken mozog a sínek egyikére erősített fogasléc segítségével. Az 55 és 56 síneket 57 oszlopok tartják a 40 munkadarab felett. Az 52 lézeregység a W munkadarab felett helyezkedik el. Nitrogénnel vagy hasonló gázzal töltött θΗ házban egymástól meghatározott távolságra 90 -os P prizmák vannak elhelyezve. A P prizmák félig áteresztő, félig reflektáló prizmák. Ezek részben átengedik a lézersugarat, részben pedig megtörve a munkadarab felületére irányítják. A P prizmák helyett fordítótükröket is lehet alkalmazni, amelyek fokozatonként a lézersugár egy-egy részét a kívánt helyre tükrözik. Ezé- ₅θ ken kívül alkalmazható az 52 lézeregységben bármely alkalmas optikai rendszer. A teljes berendezés, amely a bemutatott külön egységeket tartalmazza, egyetlen menetben halad végig egyenletes sebességgel a W munkadarab fölött, miközben az ₅₅ egész felület bármely részén levő hibás területeket folyamatosan egymás után, illetve egymással párhuzamosan lehet megmunkálni oly módon, hogy mindig éppen azokat az egységeket kapcsoljuk be, amelyek alatt megmunkálandó felületek heiyezkednek el. Ez azáltal válik lehetővé, hogy az elektrokémiai úton végzett hántolást is előmelegítési idő nélkül, gyors beindítással lehet végezni.

Jóllehet a 10. ábrán bemutatott megoldásnál a berendezés mozog a rögzített munkadarab fölött, ₆₅ nyilvánvaló, hogy a művelet úgy is megoldható, hogy a berendezés rögzített, és a munkadarabot mozgatjuk a kívánt sebességgel a berendezés alatt.

A 11. ábrán a 10. ábrán bemutatott megoldás 5 egy változatát láthatjuk. Ennél a kialakításnál H tükör fogja fel a közvetlen lézersugarat, és sorban a W munkadarab . fölött elhelyezett F tükörhöz irányítja. Az F tükrök és a W munkadarab között G fókuszáló lencsék vannak elhelyezve.

Ha a 10. és 11. ábrán bemutatott berendezéssel olyan helyi hántolást végzünk egy adott munkadarab felületének különböző részein, ahol két vagy három hántolandó rész egymás mellett és egymás után helyezkedik el, és ezeket különböző hántolóegységekkel különböző időpontokban kell elkezdeni hántolni oly módon, hogy a különböző egységek sebessége teljesen azonos a munkafolyamat minden pillanatában, minthogy a munkadarab és a berendezés egymáshoz viszonyított sebessége állandóiakkor az egész művelet során nem engedhető meg az előtolás lassítása, és az állandó sebességet biztosítani kell az első hántolóegység munkába lépésétől egészen addig, amíg az utolsó hántolóegység az utolsó műveletet be nem fejezi. Ha ez nem történik meg, akkor az egyik hántolóegység ellenőrizhetetlen hatással lesz a szomszédos egység működésére. Másszóval, ha a berendezést lelassítjuk, például azért, hogy a hagyományos módon beindítható hántoláshoz előmelegítést végezzünk, akkor azokban az egységekben, amelyekben a hántoló oxigénsugár be van kapcsolva, ez az oxigénsugár mély lyukat éget a munkadarabba. Ily módon nyilvánvaló, hogy miért nem engedhető meg bármiféle lassítás vagy leállás, és hogy miért szükséges az elektrokémiai hántolás beindításának rendkívül gyors elvégzése.

Lényeges még az is, hogy a találmány szerinti eljárás során nem áll elő egyetlen hántolt felület, és a hántolási sávok nem fedik át egymás és nincs hántolatlan sáv közöttük. Ez a találmány szerint úgy küszöbölhető ki, hogy az egymás mellett szorosan elhelyezett hántolóegységek fúvókéit a 12. ábrán bemutatott módon alakítjuk ki.

A 12. ábrán az egymás mellett elhelyezett 51 hántolóegységek fúvókéinak kialakítása látható. Ezek a fúvókák az oxigénsugarat kibocsátó 63 résfúvókák két oldalán sorban elrendezett 61 és 62 furatokat tartalmazzák, amelyeken keresztül a fűtőgázok áramlanak ki. A 63 résfúvóka általában 0,6 cm magas és 20 cm széles. A széleinél a 63 résfúvóka 64 szűkítőelemekkel van leszűkítve. Ezek a 64 szűkítőelemek célszerűen 3 cm hosszúak, és maximális magasságuk 0,4 cm. A 64 szűkítőelemek belső oldalai körülbelül 10°-os szögben hajlanak kifelé. A 64 szűkítőelemek a 63 résfúvókák mindkét oldalán el vannak helyezve, és fokozatosan csökkenő fúvókavastagságot biztosítanak; a széleken anélkül, hogy teljesen leszűkítenék a 63 résfúvó· kákát, mint ahogy az a 2. ábrán bemutatott hagyományos résfúvókáknál történik. A 2. ábrán bemutatott résfúvókák esetében ugyanis a hántolt sáv mindig keskenyebb, mint az oxigént kibocsátó résfúvóka szélessége, míg a 12. ábrán bemutatott fúvókacsoportban kialakított 63 résfúvókák, bár méretük a peremeiknél csökken, legalább olyan széles hántolt sávot biztosítanak, mint a 63 résfúvókák szélessége.

A 13. ábrán egy olyan munkadarabot mutatunk be felülnézetben, amelyet a 10. és 11. ábrán bemutatott fúvókarendszert tartalmazó berendezésnél munkáltunk meg folyamatosan mozgó berendezéssel, illetve munkadarabbal. Az ábrán látható, hogy a megmunkálandó egység 51 hántolóegységeket tartalmaz, amelyek szorosan egymás mellett vannak elhelyezve. Valamennyi 51 hántolóegység 53 fúvócsővel, valamint P prizmákat és T csőbe illesztett fókuszáló lencsét tartalmazó optikai rendszenei van ellátva. Az 51 hántolóegységekbe csővezetékeken át jut a futógáz, illetve az oxigén.

A W munkadarab felületén jól megfigyelhetők a jól lehántólt 81, 82, 83, 84 és 85 zónák. Amint a mozgó megmunkáló eléri a W munkadarabot, a 74 hántolóegységet kell elsőnek beindítani, amikor a hántolandó 84 zóna 86 elülső részéhez érkezik. A hántolás folyamatának a 74 hántolóegységben egészen addig kell tartani, amíg a 84 zóna hátsó 87 vonalát a berendezés el nem éri. A 74 hántolóegység leállításával egyidejűleg lép működésbe a 71 és 72 hántolóegység. Ahogy a berendezés egyenletes sebességgel halad a W munkadarab mentén, a 72 hántolóegység bekapcsolva marad egészen a 82 zóna végének eléréséig, amikor is a berendezés kezelője vagy az előre beállított automatika kikapcsolja. A 71 hántolóegység továbbra is bekapcsolva marad egészen addig, amíg a 81 zóna végpontját el nem éri. A 72 hántolóegység kikapcsolásakor viszont ismét bekapcsol a 74 hántolóegység, majd nem sokkal ezután, a 83 zóna elejének elérésekor a 73 hántolóegység. Ezután előbb ismét a 74, majd a 71 hántolóegység kapcsol ki, és csak a 73 hántolóegység működik, amikor a berendezés W munkadarab végét eléri. A 75 hántolóegység viszont a teljes munkafolyamat alatt üzemen kívül marad, minthogy ebben a sávban nincs megmunkálandó zóna.

A 14-17. ábrákon a találmány szerinti megoldás egy olyan kiviteli alakját mutatjuk be, amelynél nem szükséges a nagy intenzitású oxigénsugár és a fúvókacső alkalmazása.

A 14. ábrán látható az 1 lézerfej, amelyhez 4 fókuszáló lencse tartozik. A szerkezet a hántolóegységre van erősítve, de szükség esetén máshova is kapcsolható. Az 1 lézerfej úgy van elhelyezve, hogy az R lézersugár a W munkadarabot az A pontban érintse. Ebben a pontban kezdődik el a hántolás. A 3 hántolóegység a már ismertetett tipikus részeket tartalmazza, 12 és 13 fűtőtömbökkel van ellátva, és ezeken 14, illetve 15 lángszóróbetétek vannak elhelyezve. Ezeken áramlik ki a gáz. A 16 résfúvóka 19 kibocsátónyílásban végződik. A termokémiai reakció beindításához az A pontot a 12 fűtőtömb 17 alsó felülete, és a 13 fűtőtömb 18 felső felülete meghosszabbított síkjainak a W munkadarabból alkotott metszésvonalai előtt valamivel kell kialakítani. A 3 hántolóegységbe az oxigén és a hevítőgáz az ismert módoti 20, illetve 21 csővezetékeken át jut.

A 14. ábrán bemutatott berendezés a következő módon működik. Először a 3 hántolóegységből előmelegítő lángot bocsátunk ki a 14 és 15 láng szóró betétek nyílásain kiáramló fűtőgáz meggyújtásával. Ugyanakkor a 19 kibocsátónyíláson át gyenge oxigénáramot engedünk ki. Az előmelegítő lángot 22 szaggatott vonallal jelöltük. A munka5 darab és a 3 hántolóegység között ezután beindítjuk a mozgást. Mielőtt a hántolandó felületrész az A pontba érkezik, a 16 résfúvóka 19 kibocsátónyílásán át kiáramló oxigén mennyiségét megnöveljük a hántoláshoz szükséges sebességre. 10 Ezzel egyidejűleg vagy közvetlenül ezután az R lézersugárt is beindítjuk, és ezzel az A pontban levő felületrészt gyújtási hőmérsékletre hevítjük. Ekkor az A pontban beindul a termokémiai reakció. Az R lézersugarat ezután a munkadarab hala15 dási irányára merőlegesen kezdjük el mozgatni, hogy a termokémiai reakciót kiterjesszük a kívánt szélességűre. A hántoló oxigénsugarat mindaddig bekapcsolva tartjuk, amíg a hántolást fenntartani kívánjuk. A lézersugarat azonban ki lehet kap20 csolni, mihelyt a megfelelő szélességű olvadékréteget létrehoztuk.

Ha a munkadarab felületén nem akarunk gyors termokémiai reakciót beindítani, a munkadarab és a hántolóegység egymáshoz viszonyított elmozdu25 lását elegendő a termokémiai reakció beindulása után létrehozni. A találmány szerinti gyors beindítás csak akkor szükséges, ha a munkadarab a hántolás beindításakor mozgásban van.

A 15. és 16. ábrán két olyan megoldást muta30 tünk be, amely lehetővé teszi, hogy a munkadarab felületén a kívánt szélességű olvadékréteget hevítsük a gyúlási hőmérsékletre. A 15. ábra tulajdonképpen a 14. ábrán bemutatott megoldás elölnézete, de ezen az ábrán nem tüntettük fel a hánto3₅ lóegységet a jobb áttekinthetőség kedvéért. Az 1 lézerfej és a hozzá tartozó optikai rendszer az ábrán látható módon β szöggel fordítható el. A β szögnek megfelelő elfordulás, illetve elmozdulás során az R lézersugár folyamatosan hevíti fel az 40 útjába eső pontokat, és így a munkadarab felületén az A és B pontok között folyamatos olvadékréteget alakít ki és hevít a gyújtási hőmérsékletre. Az 1 lézerfej billentése helyett megoldható az R lézersugár mozgatása optikai úton is.

^A széles olvadékréteg létrehozásának egy másik módja látható a 16. ábrán. Itt az R lézersugár az A és B pontok között oly módon mozog, hogy az M tükör a 4 lencsével a kihúzott vonallal ábrázolt helyzetből a szaggatott vonallal ábrázolt helyzetbe ₅₀ mozog. A W munkadarab felületén levő A és B pontok között tehát az R lézersugár folyamatosan elmozdul, és az A pontból a másik szélső helyzetbe, a B pont fölé érve foglalja el az M’ tükör és a 4’ lencse a másik szélső helyzetet, amikor az R’ ₅₅ lézersugár pontosan a B pontba esik be.

A 15. és 16. ábrán bemutatott lézerek célszerűen nem impulzuslézerek, hanem folyamatosan működő lézerek. Természetesen alkalmazható e célra impulzuslézer is, ez esetben az A és B pontok között szorosan egymás mellett számos a gyújtási hőmérsékletre hevített pont alakul ki. Az egymástól elhatároltan kialakuló pontok az oxigénsugár hatására összeolvadnak és kialakul a hántolási réteg. Hasonló eredmény érhető el természetesen

IS.

még számos optikai rendszer vagy akár több lézer felhasználásával is.

A 17. ábrán a találmány szerinti berendezéssel végzett hántolás egy sávját mutatjuk be. Ez tulajdonképpen a 16. ábrán bemutatott elrendezés 4-4 nézete, ahol egyetlen lézert alkalmazunk, és a sávot az M tükör folyamatos mozgatásával hozzuk létre. Az ábrán látható sávnál a termokémiai reakció az A pontban kezdődik, és folyamatosan halad a B pont felé. Az A és B pontokat összekötő egyenes a munkadarab mozgási irányával szöget zár be, éppen azért, mert a munkadarab a beindítás alatt mozgásban van. A 101 sáv mutatja az ábrán a hántolt felületet.

A 14—17. ábrákon bemutatott megoldás ugyanolyan célokra használható, mint azok a megoldások, amelyeknél nagy intenzitású oxigénsugarat alkalmazunk. A felhasználási terület magában foglalja azokat a területeket, ahol hagyományosan hántolást végeznek, azaz valamely munkadarab teljes felületét lehántoljuk, végezhető a találmány szerinti megoldással helyi hántolás is egy nagyobb munkadarab felületén anélkül, hogy a hántolt felületrészek bordákkal, gyűrődésekkel vagy bemélyedésekkel lennének elválasztva a hántolatlan felülettől. Ugyancsak használható ez a megoldás is olyan esetekben, amikor nagy felületű munkadarabon végzünk hántolást egyidejűleg több hántolóegységgel.

A találmány szerinti eljárás, illetve berendezés alkalmazása során a lézer működtetéséhez szükséges energia mennyisége számos tényezőtől függ. Ilyen tényezők a hántolási sebesség, a munkadarab összetétele és hőmérséklete, az oxigénáram sebessége és tisztasága stb. Mindazonáltal a találmány szerinti megoldás megvilágítására és a gyakorlatban történő 35 hasznosítás érdekében az alábbiakban kiviteli példát mutatunk be.

A kísérlet során az 1. ábrán bemutatott berendezést használtuk. A hántolóegység szélessége 15 cm volt. A 16 résfúvóka 19 kibocsátási nyílásán 40 kiáramló oxigénsugár sebessége 570 nm³/óra volt. A hevítőgáz sebessége 40 nm’ /óra volt. A munkadarabot a hántolóegységhez képest 14 m/perc sebességgel mozgattuk. Az oxigént kibocsátó fúvócső körkeresztmetszetű volt, és belső átmérője 2 cm 45 nagyságúra volt kialakítva. A fúvócsőnek a munkadarabbal bezárt szöge 50 volt. A fúvócsőből kiáramló oxigénsugár sebességét 850 nm³/óra értékre állítottuk be. Az alkalmazott lézer kristályos Nd-YAG impulzuslézer volt, ahol a kibocsátott 50 lézersugár átmérője 1 mm, divergenciája 5 milliradián volt. Az impulzusok 11 mikroszekundumosak voltak. 50 joule energiájú lézert alkalmaztunk, és a lézer által felhevített pont 2 mm átmérőjű volt. Az alkalmazott megoldásnál az A pont a 55 B pont előtt 1 cm-rel helyezkedett el. A lézerhez 50 cm fókusztávolságú lencsét használtunk fel.

A működtetés során először a hevítőlángot gyújtottuk be, és biztosítottuk a munkadarabnak a hántolóegységhez viszonyított elmozdulását. A hán- 60 tolás beindításakor adott jelzés után a fúvócsövön át megindult az oxigénsugár, és a lézersugár által félhevített pontban olvadékot alakítóit ki. Az acélon létrejövő fémolvadékban ezzel beindult a termokémiai reakció. A lézerimpulzust követően kö- ¢5

1(5 rülbelül egy fél másodperc után a fúvócsőből áramló oxigénsugarat fokozatosan kikapcsoltuk, és így az első impulzust követő 3/4 másodperc elteltével a fúvókán mért intenzitás nullára csökkent. A 5 hántolófúvókát úgy kapcsoltuk be, hogy teljes teljesítményének legalább 50%-át érje el, amikor a lézerimpulzus megjelenik. A hántoló oxigénsugarat végig a hántolás során fenntartottuk, egészen addig, amíg a hántolandó terület végét, el nem értük. A 10 hántolt sáv szélessége 15 cm, mélysége 3 mm volt.

Az acél munkadarab hőmérséklete a hántolás alatt o

C maradt. Az acél, amelyen a hántolást végeztük, kis széntartalmú szénacél volt, a hevítéshez pedig földgázt alkalmaztunk.

A találmány szerinti eljárás foganatosítása során a hevítőláng begyújtható a lézersugár által létrehozott fémolvadékkal vagy az oxigénfúvókával is. Jóllehet a találmányt csupán néhány célszerű kialakítás segítségével mutattuk be, nyilvánvaló, 20 hogy ezeken kívül még számos hasonló kivitelre, illetve foganatosítási módra van lehetőség anélkül, hogy a találmány lényegétől eltérnénk. Lehetséges például folyamatosan működő lézer felhasználása, kivitelezhető a berendezés oly módon, hogy két 25 vagy több oxigén fúvókát alkalmazunk, és a fúvókákat különböző keresztmetszettel alakítjuk ki, sőt méreteik is különbözők lehetnek. A találmány szerinti eljárás foganatosítására használt berendezésben alkalmazható szükség esetén két vagy annál több 30 lézerfej is, ha szükségesnek látszik. Alkalmazható az eljárás - jóllehet acélon mutattuk be - bármely vasötvözetnél, sőt tetszőleges fémfelület hántolásához.

Szabadalmi igénypontok:

Claims (30)

1. Szabadalmi igénypontok:

   1. Eljárás termokémiai úton, hántoló oxigénsugárral végzett hántolás gyors beindítására, amelynek során a megmunkálandó felület legalább egy részét megolvasztjuk, illetve gyúlási hőmérsékletre hevítjük és a hántoló-egységet, valamint a munkadarabot egymáshoz képest elmozdítjuk, azzal jellemezve, hogy

   a) a munkadarabnak azon pontjára, ahol a termokémiai reakciót kívánjuk beindítani nagy intenzitású oxigénsugarat irányítunk és fémfürdőt alakítunk ki a pont környezetében,

   b) a pontot a mozgatás beindításával egyidejűleg vagy azt követően lézersugárral érintkezésbe hozva hevítjük gyúlási hőmérsékletre, majd

   c) a nagy intenzitású oxigénsugarat kikapcsoljuk, amikor a fémfürdő a kívánt szélességet elérte. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a lézersugarat egy a nagy intenzitású oxigénsugár középvonala és a megmunkálandó felület metszéspontja mögötti pont, valamint a metszéspont előtt lOcm-re elhelyezkedő pont közötti szakaszra irányítjuk. (Elsőbbsége:

   1976. V. 10)
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a lézersugarat a nagy intenzitású oxigénsugarat kibocsátó fúvócső belső palástjának legalsó geometriai alkotója és a megmunkálandó felület metszéspontja, valamint ezen metszéspont előtt 10 cm-re elhelyezkedő pont közötti szakaszra irányítjuk. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
4. 4. Az 1-3. igénypontok szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a nagy intenzitású oxigénsugarat úgy irányítjuk a munkadarab felületére, hogy annak geometriai tengelye a mun- ] kadarab felületével 30-80 -os szöget záijon be és a fémfürdőt a munkadarab mozgási irányával párhuzamosan fúvatjuk meg. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
5. 5. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti j eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a nagy intenzitású oxigénsugarat úgy irányítjuk a munkadarab felületére, hogy annak geometriai tengelye a munkadarab felületével 30—80 -os szöget zárjon be, és a fémfürdőt a munkadarab mozgási ₂ irányára merőlegesen fúvatjuk meg. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
6. 6. Az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az olvadékfürdő kiszélesedése után lapos hántoló ₂ oxigénsugarat bocsátunk a munkadarab felületére hegyesszögben. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a lapos hántoló ₃ oxigénsugarat úgy alakítjuk ki, hogy az intenzitás a sugárban annak szélei felé csökken és a sugár legszélső pontjában folyamatos átmenet után nulla intenzitást ér el, és ezzel a sugárral olyan hántolási sávot alakítunk ki, amelynek szélessége kisebb, ₃ mint az oxigénsugár szélessége. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
8. 8. A 6. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a lapos hántoló oxigénsugarat úgy alakítjuk ki, hogy az intenzitás a ₄₍ sugár szélei felé csökkenjen, de szélső pontjaiban is nagyobb legyen, mint nulla, és ezzel a sugárral olyan hántolási sávot képezünk ki, amelynek szélessége azonos az oxigénsugár szélességével. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.) 4í
9. 9. A 6. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a lapos hántoló oxigénsugár intenzitását a teljes keresztmetszetben egyenletesen alakítjuk ki. (Elsőbbsége: 1976.

   V. 10.) 5(
10. 10. A 7-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a kialakított fémfürdővel azonos vagy annál nagyobb szélességű hántolási sávot munkálunk meg. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.) 55
11. 11. Eljárás termokémiai úton, hántoló oxigénsugárral végzett hántolás gyors beindítására, melynek során a megmunkálandó felület legalább egy részét megolvasztjuk, illetve gyúlási hőmérsékletre hevítjük és a hántoló-egységet, valamint a munka- 60 darabot egymáshoz képest elmozdítjuk, azzal jellemezve, hogy

    a) a mozgatás beindításával egyidejűleg a munkadarab azon része, ahol a termokémiai reakciót 65 kívánjuk beindítani legalább egy lézersugarat irányítunk és

    b) a mozgás irányára merőleges sávban a lézersugárral több pontot hevítünk gyúlási hőmérsék-

    5 letre, majd

    c) a hántoló oxigénsugarat a megolvasztott sávra irányítjuk és a hántolási a sáv teljes szélességében kezdjük el. (Elsőbbsége: 1977. IV. 25.)

    5
12. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy folyamatos lézersugarat bocsátunk a munkadarabra, és a lézersugarat a hántolási irányra merőleges irányban mozgatjuk. (Elsőbbsége: 1977. IV. 25.) ₅
13. 13. A 11. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy impulzuslézerből bocsátunk lézersugarakat a munkadarab felületére, és a lézersugarat a hántolási irányra merőleges irányban mozgatjuk. (Elsőbbsége: 1977. IV. 25.) j
14. 14. A 11. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a lézersugarat visszaverő tükör és fókuszáló lencse segítségével a hántolás irányára merőlegesen mozgatjuk. (Elsőbbsége: 1977. IV. 25.) ₅
15. 15. A 11-14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a munkadarab felületére lapos hántoló oxigénsugarat bocsátunk. (Elsőbbsége: 1977. IV. 25.)
16. 16. Berendezés az 1—10. igénypontok bármej lyike szerinti eljárás foganatosítására előmelegítő lángfúvókával és hántoló oxigénfúvókával ellátott hántoló egységgel, azzal jellemezve, hogy lézenei van ellátva és a hántoló egységgel szemben a munkadarab felületével hegyesszöget bezáró oxigén _; fúvócső van elhelyezve. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
17. 17. A 16. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a munkadarab és a hántolóegység között viszonylagos elmozdulást létrehozó mozgatóegységgel Van ellátva. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
18. 18. A 16. vagy 17. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a lézer impulzuslézer. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
19. 19. A 16. vagy 17. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a lézer kristálylézer. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
20. 20. A 16. vagy 17. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a lézer Nd-YAG kristályos lézer. (Elsőbbsége: -1976. V. 10.)
21. 21. A 16-20. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy több hántolóegységgel és több fúvócsővel van ellátva. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
22. 22. A 21. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a lézer optikai rendszere részben visszaverő és részben áteresztő elemeket tartalmaz, és ezek az elemek a lézeregységben egymástól meghatározott távolságra vannak elhelyezve. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
23. 23. A 21. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a lézer optikai rendszere a lézeregységben egymástól meghatározott távolságra elhelyezett tükrökkel van ellátva. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
24. 24. A 21-23. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy több lézerrel és több optikai rendszenei van ellátva. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.)
25. 25. Berendezés a 11-15. igénypontok bárme- 5 lyike szerinti eljárás foganatosítására, hántoló oxigénfúvókával ellátott hántoló egységgel, azzal jellemezve, hogy legalább egy lézenei van ellátva. (Elsőbbsége: 1&ΊΊ. IV. 25.)
26. 26. A 25. igénypont szerinti berendezés kiviteli io alakja, azzal jellemezve, hogy a lézer folyamatos üzemű lézer. (Elsőbbsége: 1977. IV. 25.)
27. 27. A 25. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a lézer impulzus lézer. (Elsőbbsége: 1977. IV. 25.) 15
28. 28. A 25—27. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a munkadarab és a hántolóegység közötti viszonylagos elmozdulást létrehozó mozgató egységgel van ellátva. (Elsőbbsége: 1977. IV. 25.)
29. 29. A 25-28. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a lézer mechanikus mozgató szerkezettel van ellátva. (Elsőbbsége: 1977. IV. 25.)
30. 30. A 25-28. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a lézersugarat mozgató optikai szerkezettel van ellátva. (Elsőbbsége: 1977. IV. 25.)

    9 rajz

    A kiadásért felei: a Kftzg>7Xla»ági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 814149 - Zrínyi Nyomda, Budapest

    Nemzetközi osztályozás: B 23 K 7/00, 26/00, B 23 D 79/00