Электонно-лучевая сварка
Электронно-лучевая сварка - это сварка плавлением, при которой для нагрева используется энергия ускоренных электронов. Сварку производят в специальных камерах в глубоком вакууме.(давление 10-2...10-3 Па) электронным лучом, который представляет собой сфокусированный поток электронов, движущихся с высокими скоростями. Электроны излучает нагретый вольфрамовый или металлокерамический катод, установленный в специальной электронной пушке. Ускорение движения электронов обусловлено постоянным высоким напряжением (до 100кВ) между катодом и анодом(изделием).
Поток электронов фокусируется магнитной линзой в узкий луч и направляется в место соединения деталей. Энергия, необходимая для нагрева и плавления металла, выделяется в результате интенсивной бомбардировки места сварки быстро движущимися электронами.
В соответствии с технологическими признаками классификации различают сварку без колебаний и с колебаниями электронного луча. Для регулирования вводимой в изделие теплоты сварку ведут остросфокусированным или расфокусированным лучом. Электронным лучом осуществляют сварку тугоплавких и химически активных металлов, выполняют узкие и глубокие швы с малыми остаточными деформациями на деталях больших толщин (до 70 мм и даже более). Наиболее широко освоено промышленное применение ЭЛС в мире в авиакосмической промышленности, ядерной энергетике, энергетическом машиностроении, турбиностроении, электромакуумном, приборном и релейном производстве, автомобильной промышленности и др.
Основные параметры режима. Наиболее важными технологическими параметрами электронного пучка при сварке являются ускоряющее напряжение (25...120кВт), мощность (1... 120 кВт), угол сходимости луча (1... 5°), сила тока луча (40...500 мА) и скорость сварки (3...100 м/ч).
Главное влияние на качество шва оказывают мощность пучка, положение его минимального сечения относительно поверхности свариваемых деталей и скорость сварки. Стабильность положения фокуса пучка обеспечивает равномерность глубины проплавления, а скорость сварки определяет форму шва, размеры зоны термического влияния и, как следствие, сопротивляемость образованию трещин и величину деформаций. С увеличением толщины свариваемых деталей от 1,5 до 150 мм скорость сварки должна быть снижена с 200 до 3 м/ч для получения качественного сварного соединения.
Электронно-лучевую сварку применяют для получения стыковых, угловых и тавровых соединений в нижнем и вертикальном положении на подъем, а также горизонтальных швов на вертикальной плоскости. Сварку в нижнем положении выполняют вертикальным электронным пучком без подкладок или с применением подкладок для формирования обратной стороны шва при толщине соединяемых деталей до 80 мм. Горизонтальные швы и вертикальные на подъем выполняют горизонтальным пучком без подкладок для металла любой толщины. Для получения качественных соединений необходима тщательная очистка кромок стыка и прилегающих внешних и внутренних поверхностей деталей. Возможна также дополнительная очистка в камере непосредственно перед сваркой маломощным сканирующим пучком электронов.
При электронно-лучевой сварке не требуется разделка кромок, но предъявляются жесткие требования к зазору в стыке, который в большинстве случаев не должен превышать 0,3 мм.