9

Лекція №12 епом Фізичні основи електронно-променевої обробки матеріалів

1. Формування електронного променя

2. Отримання вільних електронів

3. Прискорення електронів

4. Керування електронним променем

5. Взаємодія електронного променя з матеріалом

1. Формування електронного променя

Винахід електронної лампи поклав початок широкому застосуванню в науці і техніці потоків електронів. Наприкінці XIX ст. був розроблений перший електронно-променевий осцилограф, в якому електронний промінь використовувався для відтворення на екрані параметрів різних швидкопротікаючих процесів. У 1904 р. професор Петербурзького університету Б.Л. Розинг розробив конструкцію електронно-променевого кінескопа. Після винаходу в 1905 р. А.С. Поповим радіо бурхливими темпами почали розвиватися радіотехніка, електроніка, а потім телебачення і радіолокація. Усе це привело до створення цілого ряду нових електронних приладів, стимулювало вивчення специфіки одержання і керування електронними потоками.

Засобами електронної техніки вдалося одержати потужні електронні пучки, енергія яких достатня для здійснення технологічних процесів. В даний час електронно-променева технологія сформувалася як самостійний, з широкими технологічними можливостями напрямок в області обробки матеріалів.

Електронний промінь як технологічний інструмент дозволяє здійснювати нагрівання, плавку і випаровування практично всіх матеріалів, зварювання і розмірну обробку, нанесення покрить і запис інформації. Така універсальність електронного променя дає можливість використовувати те саме устаткування для різних технологічних цілей і сполучати в одному циклі обробки різні технологічні процеси.

Незважаючи на широкі технологічні можливості електронного променя як джерела енергії, його використання не скрізь одержало широке поширення. Причина цього лежить насамперед у

Недоліки: висока вартість електронно-променевого обладнання, необхідність високої кваліфікації обслуговуючого персоналу, складність засобів забезпечення безпеки.

Формування електронного променя для технологічних цілей складається з таких основних стадій:

1. Отримання вільних електронів.

2. Прискорення електронів електростатичним або магнітним полем і формування електронного пучка.

3. Зміна поперечного переріза електронного пучка (найчастіше для його фокусування на оброблюваній поверхні).

4. Відхилення електронного променя для забезпечення необхідної траєкторії переміщення до оброблюваної поверхні.

Лекція № 13 Основні технологічні процеси електронно-променевої обробки

1. Особливості електронного променя як джерела енергії

2. Місцеве переплавлення та електронно-променева плавка і зварювання

3. Електронно-променеве випарювання

4. Розмірна обробка електронним променем

5. Термообробка.

1. Особливості електронного променя як джерела енергії

Основним видом електронно-променевої обробки є процеси, пов'язані з виділенням тепла в зоні взаємодії потоку електронів із заготовкою. Одержують поширення і процеси нетермічного типу, де електронний промінь використовується для інтенсифікації різних хімічних реакцій, полімеризації, стерилізації продуктів харчування і т.д.

Головними перевагами електронно-променевої обробки з технологічної точки зору можна вважати:

1) можливість плавно змінювати в широких межах енергію в зоні нагрівання за рахунок фокусування променя;

2) велика потужність (до кількох мегават) в місці взаємодії променя з оброблюваною заготовкою;

3) порівняно просте керування просторовим положенням і потужністю;

4) наявність вакууму як робочого середовища;

5) можливість одержання малорозмірної зони впливу матеріал.

До недоліків технології варто віднести:

1) необхідність забезпечувати високий вакуум;

2) складність виготовлення й експлуатації електронно-променевого обладнання

3) підвищені вимоги з техніки безпеки до обладнання, а саме:

а) електронно-променеві установки рекомендується розміщати в окремих приміщеннях. Приміщення повинні бути сухими й опалювальними з проточно-витяжною вентиляцією.

б) механічні насоси доцільно виносити в окреме приміщення з гарною звукоізоляцією

в) захист від рентгенівського випромінювання. Рівні рентгенівського випромінювання на робочих місцях не повинні перевищувати допустимих значень.

Всі основні технологічні операції електронно-променевої обробки можна умовно розбити на три групи:

1. Плавлення (технологічні операції місцевого переплавлення, плавлення у вакуумі, зварювання)

2. Випарювання (випарювання у вакуумі, розмірна електроннопроменева обробка)

3. Термообробка без зміни агрегатного стану речовини.