Sudare cu fascicul de electroni

Sudarea cu fascicul de electroni  este sudarea, sursa de energie în care se află energia cinetică a electronilor dintr-un fascicul de electroni format dintr-un tun de electroni.

Se foloseste la sudarea metalelor refractare, foarte active in spatiu, industria aviatica, fabricarea de instrumente etc. Sudarea cu fascicul de electroni se foloseste si atunci cand este necesara obtinerea de suduri de calitate superioara cu penetrare profunda a metalului, pentru structuri metalice mari.

Istorie

Prima instalație pentru sudarea cu fascicul de electroni a fost creată la MPEI în 1958. În prezent, sunt produse unități ELU-27, ELSTU-60, MEBW-60 etc.

Esență

Sudarea cu fascicul de electroni se realizează printr-un fascicul de electroni în camerele cu vid. Dimensiunile camerelor depind de dimensiunile pieselor care trebuie sudate și variază de la 0,1 la câteva sute de metri cubi.

Topirea metalului în timpul sudării cu fascicul de electroni și formarea unei zone de penetrare sunt cauzate de presiunea fluxului de electroni în tunul cu fascicul de electroni, degajarea de căldură în volumul de metal solid, presiunea reactivă a metalului care se evaporă, electronii secundari și termici și radiația .

Sudarea se realizează prin fascicul de electroni continuu sau pulsat. Grinzile pulsate cu o densitate mare de energie și o frecvență a impulsurilor de 100-500 Hz sunt folosite la sudarea metalelor volatile precum aluminiul și magneziul. Aceasta crește adâncimea de penetrare a metalului. Utilizarea grinzilor pulsate face posibilă sudarea tablelor subțiri de metal.

În camera care formează fasciculul de electroni, aerul este pompat până la presiuni de 1-10 Pa. Acest lucru are ca rezultat o protecție ridicată a metalului topit împotriva gazelor din aer.

Tehnici de sudare cu fascicul de electroni

În sudarea cu fascicul de electroni, sunt utilizate următoarele metode tehnologice pentru a îmbunătăți calitatea sudurii:

• sudarea cu fascicul înclinat (abatere cu 5-7 °) pentru a reduce porii și discontinuitățile din metal;
• sudare cu un aditiv pentru alierea metalului de sudare;
• sudarea pe o căptușeală dispersă pentru a îmbunătăți eliberarea vaporilor și gazelor din metal;
• sudare cu goluri înguste;
• sudarea cu două tunuri de electroni, în timp ce un tun topește metalul, iar al doilea formează rădăcina canalului;
• treceri preliminare pentru curățarea și degazarea marginilor metalelor sudate;
• sudare bilaterală simultan sau secvenţial;
• scanarea fasciculului de electroni: longitudinală, transversală, în formă de X, circulară, elipsă, arc etc.;
• separarea grinzilor pentru sudarea simultană a două sau mai multe îmbinări;
• modularea curentului fasciculului cu o frecvență de 1-100 Hz. pentru a controla alimentarea cu căldură a sudurii.

Beneficii

Sudarea cu fascicul de electroni are următoarele avantaje:

• Concentrația mare de căldură face posibilă sudarea metalelor cu o grosime de 0,1 până la 200 mm într-o singură trecere;
• Sudarea necesită de 10-15 ori mai puțină energie decât sudarea cu arc;
• Nu există saturație a metalului topit cu gaze.

Dezavantaje

• Formarea lipsei de penetrare și a cavităților la rădăcina cusăturii;
• Necesitatea de a crea un vid în camera de lucru.

Echipament

Instalațiile cu fascicul de electroni se împart în universale și specializate, vid înalt (presiune mai mică de 10 -1 Pa), vid intermediar (presiune 10-10 -1 Pa), sudare în gaz de protecție (10 3 -10 5 Pa), cameră (produs in interiorul camerei de lucru) si cu evacuare locala ( etansarea produsului in zona de sudare).

Compoziția instalațiilor pentru sudarea cu fascicul de electroni include un pistol de electroni, surse de alimentare. Tunul cu fascicul de electroni generează un fascicul de electroni cu o densitate mare de energie.

Vezi și

• topirea fasciculului de electroni
• tun cu electroni
• fascicul de electroni

Note

Literatură

• Nikolaev G. A. Sudarea în inginerie mecanică: O carte de referință în 4 volume - M .: Mashinostroenie, 1978 (1-4 volume).
• Sudare cu fascicul de electroni/O. K. Nazarenko, A. A. Kaidalov, S. N. Kovbasenko și alții / Ed. B. E. Paton.- Kiev: Naukova Dumka, 1987. - 256 p.
• Z. Schiller, W. Geisig, Z. Panzer. Tehnologia fasciculului de electroni. - M . : Energie, 1980. - 528 p.

• Popov VF, Gorin Yu. N. Procese și instalații de tehnologie electron-ion. - M .: Mai sus. şcoală, 1988. - 255 p. — ISBN 5-06-001480-0 .

• Vinogradov M.I., Maishev Yu.P. Procese și echipamente de vid pentru tehnologia fasciculului de ioni și electroni. - M . : Mashinostroenie, 1989. - 56 p. - ISBN 5-217-00726-5 .