Електронно-променеве зварювання, технологія, обладнання, особливості та принцип роботи

Вперше такий метод зварювання з'явився 1958 року. За допомогою електронного променя можна зварювати метали. Електронно-променеве зварювання зводиться до з'єднання двох металів на їх стику. Проводиться вона у вакуумі, і зварює деталі різної конструкції і розмірів, з високою чистотою шва, що з'єднується.

Джерелом кінетичної енергії електронів, зібраних в електронний пучок, що формується спеціальним пристосуванням, виробляється з'єднання металу. Імпульсним променем відбувається зварювання металу. Щільність енергії такого променя дуже велика, частота імпульсів становить 100-500 Гц, використовується при зварюванні металів, що легко випаровуються, наприклад магній і алюміній. За таких параметрів глибина проплавлення підвищується. Варити можна метал різної товщини, але завжди враховується такого роду цей метал, його товщина, структура.

Успішно з'єднуються і тонкі листи, але перед процесом зварювання проводять контрольну підготовку, щоб правильно встановити співвідношення часу паузи та імпульсу. Тепловідведення під час пауз дозволяє зменшити довжину зони термічного впливу. Коли зварюють дрібні деталі, дуже важливо, щоб промінь точно потрапляв на малу ширину шва, тому спочатку положення променя перевіряють на пробному зразку. Промінь повинен точно потрапляти на шов, що з'єднується, ні нижче, ні вище, інакше результат з'єднання не буде якісним. Параметри пучка перевіряють шляхом технологічного експерименту. Після цього роблять серійне зварювання всіх потрібних деталей.

В електронно-променевому зварюванні для переміщення променя застосовують переміщення самого променя або виробу за допомогою системи, що відхиляється. Ця система дає можливість здійснювати коливання променя впоперек і вздовж шва, а також складнішу траєкторію. Існують низьковольтні та високовольтні установки. Перші використовують при зварюванні товщини металу 0,5 мм і вище, високовольтні для товщого металу.

Створений вакуум в електронно-променевому зварюванні дозволяє значно зменшити втрати кінетичної енергії електронів за рахунок зіткнення з молекулами газів повітря та для теплового та хімічного захисту катода в електронній гарматі. Вакуум складає близько 10-4-10-6 мм рт. ст. Проплавлення металу відбувається в основному тиском потоку електронів, виділенням теплоти в обсязі твердого металу, а також потужним тиском металу, що випаровується. Якість та вид обробки променем залежить від теплофізичних властивостей матеріалу, параметра пучка, тривалості імпульсу та не залежить від механічних властивостей матеріалу. Отже, електронним променем можна обробляти: кварц, кераміку, дорогоцінне каміння. Успішно застосовується для зварювання тугоплавких металів, а також металів, що застосовуються в авіаційній промисловості, приладобудуванні. Залежно від розміру вакуумної камери можна з'єднувати деталі великої товщини.

Переваги електронно-променевого зварювання:

• можна зварювати деталі завтовшки від 0,1 до 200 мм. за один прохід, а за інших умов і товстіші деталі;
• економічність процесу, потрібна в 10-15 разів менше енергії, ніж при дуговому зварюванні;
• немає газового насичення металу, що надає міцності шву;
• висока якість швів, глибоке проплавлення металу.

Недоліки такого зварювання:

• у корені шва іноді недоварений шов;
• прихильність до робочої камери для створення вакууму.