Электронно-лучевая сварка

Сварка осуществляется теплом, которое выделяется при ударе быстро движущихся электронов (рис. 5.16). Летящий электрон при соударении с преградой отдаёт 99% своей кинетической энргии превращая её в тепловую, расходуемую на нагрев тепла, температура при этом составляет 5000-6000⁰С. Сварной шов имеет очень малую глубину т.к. электронный луч представляет собой весьма концентрированный источник тепла (фокусируется на площади диаметром менее 0,001 см), проникающего на значительную глубину (кинжальное проплавление). Электронный луч образуется за счет эмиссии электронов с нагретого в вакууме катода и с помощью электростатических и электромагнитных линз фокусируется на поверхности свариваемых материалов.

При перемещении заготовки под неподвижным лучом образуется сварной шов. Иногда при сварке перемещают сам луч вдоль неподвижных кромок с помощью отклоняющихся систем. Отклоняющие системы используют также и для колебаний электронного луча поперек и вдоль шва, что позволяет сваривать с присадочным металлом, и регулировать тепловое воздействие на металл.

В современных установках для сварки, сверления, резки электронный луч фокусируется на площади диаметром менее 0,01 см, что позволяет получить большую удельную мощность. Незначительная ширина зоны теплового воздействия дает возможность резко уменьшить деформацию заготовок.

Применяется для соединеия деталей, имеющих высокую температуру плавления (вольфрам, молибден, ниобий), а также легко поддающихся окислению (алюминий, магний, берилий), толщиной от 0,2 до 150 мм.

Рис. 5.17. Схема формирования пучка при электронно-лучевой сварке: 1 - катодная спираль;

2 - фокусирующая головка; 3 - первый анод с отверстием; 4 - фокусирующая магнитная катушка для регулирования диаметра пятна нагрева на детали; 5 - магнитная система отклонения пучка; 6 - свариваемая деталь (анод); 7 - высококачественный источник постоянного тока; 8 - сфокусированный пучок электронов; 9 - сварной шов.

Электронно-лучевой сваркой можно сваривать металлы и сплавы в однородных и разнородных сочетаниях, со значительной разностью толщин, температур плавления, соединять малогабаритные изделия, применяемые в электротехнике и приборостроении.