Электроннолучевая сварка

Электронно-лучевая сварка (она же электроннолучевая, электронно лучевая сварка, ЭЛС) — это довольно быстро развивающийся вид сварки. С его помощью можно сварить практически все: и сплавы высокой прочности, и химически активные металлы, и тугоплавкие материалы. Словом, сфера применения очень большая.

 

Среди ключевых моментов электронно лучевой сварки можно выделить следующие:

 

· Сваривание проводится за счет использования кинетической энергии летящих электронов, которые при соприкосновении с поверхностью становятся причиной нагрева поверхности.

· Развитие подобного метода электронной сварки можно связать с появлением современной вакуумной техникой и электронной оптики. Только после того как стали производить подобное оборудование технология стала часто использоваться в металлургической области.

 

Схема ЭЛС показана на рис. 4.19.

 

Оборудование для электронно лучевой сварки характеризуется высокой эффективность применения. Однако, сложность конструкции определяет ее высокую стоимость. В продаже встречается:

 

· С элементом прямого накала катодов.

· С элементом косвенного накала.

 

Некоторые установки электронно-лучевой сварки (рис. 4.20) могут проводить обработку поверхности по криволинейным траекториям. Для этого проводится установка компьютера, который и контролирует положение исполнительного органа относительно обрабатываемой поверхности.

 

Рис. 4.19. Схема электронно-лучевой сварки

 

 

Источником энергии при этом способе сварки является не традиционная дуга, а поток электронов с высокой энергией из электронно-лучевой пушки. Для того чтобы поток электронов не терял энергию при столкновении с атомами воздушной среды, создают вакуум в пространстве проведения сварочных работ. Эта электронно-лучевая сварка обеспечивает выход энергии с разогревом непосредственно в месте соединения металлов без потерь в прослойке воздуха, а также гарантирует отсутствие окисления поверхности, свариваемых заготовок.

 

Вакуумная среда выполняет несколько основных функций, которые должны учитываться:

 

· Если сравнивать применение вакуумной среды с газовой или флюсом, то она защищает обрабатываемую поверхность более эффективно.

· Обеспечивается высокая химическая защита катода.

· Снижается потеря кинетической энергии. Это связано с тем, что частицы сфокусированного луча не соприкасаются с молекулами воздуха.

· Повышается эффективность дегазации сварочной ванной. Вакуумная среда исключает вероятность появления оксидной пленки.

 

За счет этого исключается вероятность термической деформации.

 

Процесс электронно-лучевой сварки связан с применением специального оборудования. Оно позволяет получить качественное соединение, которое будет выдерживать существенное механическое воздействие и окружающей среды.

 

Установки для электронно-лучевой сварки состоят из следующих основных узлов: · вакуумной камеры с откачкой системой,

· сварочной электронной пушки, создающей электронный луч,

· сварочного стола и системы перемещения деталей,

· источника силового питания электронной пушки,

· системы управления установкой.

 

В зависимости от размеров свариваемого изделия в электронно­лучевых установках используют камеры соответствующих размеров, позволяющих перемещать изделие для получения сварных швов заданной конфигурации.

 

Технология электронно-лучевой сварки обладает рядом существенных преимуществ, если сравнивать ее с другими методиками соединения металла.

 

Среди основных плюсов стоит отметить:

 

· Здесь очень высокий коэффициент полезного действия, что позволяет тратить в 10, а то и в 15 раз меньше энергии, чем это требуется для ручной электродуговой сварки;

· Благодаря высокой концентрации энергии, здесь можно всего за один проход сварить металл толщиной до 20 см, тогда как при использовании других методов потребовалась бы многослойная сварка;

· Это весьма безопасный способ применения сварки, который не подвергает жизнь человека сильно большой опасности;

· Здесь отсутствует процесс насыщения расплавленного металла сварочными газами, а также теми, которые находятся в атмосфере.

Рис. 4.20. Установка для ЭЛС

 

Несмотря на ряд явных преимуществ, которые существенно выделяют методику среди остальных, здесь есть и свои недостатки:

 

· Процесс в рабочей камере невозможен без создания вакуума вокруг места сварки;

· В корне шва могут образовываться полости и не провары, который приводят к ухудшению эксплуатационных характеристик;

· Оборудование обладает высокой стоимостью и для многих сфер является недоступным;

· Настройка происходит очень долго, так что далеко не всегда удобно создавать швы таким способом.