Электронно-лучевая обработка

Сущность метода заключается в использовании энер­гии электронов, испускаемых накаливаемым катодом, ускоренных и сфокусированных в пучок. При столкнове­нии электронов с обрабатываемым материалом кинети­ческая энергия превращается в тепловую. Концентрация мощности достигает 1 МВт/см² при общей мощности до десятков киловатт.

Обработка электронным лучом обычно ведется в ва­кууме, поэтому в месте обработки отсутствует нежела­тельное взаимодействие расплавленного металла с кис­лородом.

Электронно-лучевую обработку используют для раз­мерной обработки материалов, а также для сварки.

Электронно-лучевая сварка ведется в ва­кууме узким электронным лучом, который получают в электронной пушке, схема которой представлена на рис. 18.58. При нагреве катода 1 с его поверхности излу­чаются электроны, которые формируются в пучок. Благо­даря высокой разности потенциалов между катодом 1 и анодом 2 электроны ускоряются в определенном на­правлении. С помощью магнитных линз 3 пучок электро­нов фокусируется на поверхность свариваемых заготовок 5. Современные установки позволяют сфокусировать луч на площади диаметром менее 0,0001 мм. Отклоняющие катушки 4 позволяют перемещать луч по поверхности заготовок.

При бомбардировке поверхности заготовок потоком электронов его кинетическая энер­гия переходит в тепловую, разви­вая температуру до 5000 — 6000 К. Электронный луч является уп­равляемым источником тепло­ты, что позволяет регулировать довольно точно и в широких пределах температуру в зоне на­грева изменением разности по­тенциалов между катодом и ано­дом. Электронным лучом можно резать и сваривать тугоплавкие и химически активные металлы и сплавы (молибден, вольфрам, ниобий, тантал, нержавеющие стали и др.), сваривать заготовки из разнородных материалов со зна­чительной разницей толщин; этот метод позволяет также сваривать металлы с неметаллами.

Электронный луч используется в микроэлектронике при вакуумном напылении тонких пленок туго­плавких материалов, при обработке электронно-полиме-ризующихся материалов (электронорезистов), а также для стимуляции реакций диссоциации металлоорганических соединений при нанесении металлических по­крытий.