2. Місцеве переплавлення та електронно-променева плавка і зварювання
Місцеве переплавлення оброблюваних поверхонь за допомогою електронного променя дає можливість одержувати надзвичайно високі швидкості кристалізації металу в зоні плавлення. Структури, що утворюються при цьому, значно відрізняються від структур, які одержують у звичайних умовах: розширюються границі розчинності для твердих розчинів, подрібнюється мікроструктура, значно підвищуються пластичність і твердість. Швидке охолодження металу, що розплавляється, приводить до наступного додаткового загартування. Включення цих зон у більш пластичний основний метал підвищує зносостійкість поверхні.
Плавка електронним променем у вакуумі застосовується в тих випадках, коли необхідно виплавляти особливо чисті метали, в тому числі хімічно активні.
Плавка електронним променем має значні переваги в порівнянні з іншими способами плавки у вакуумі (індукційним і дуговим), тому що дозволяє одержувати більш високий перегрів рідкого металу у ванні і найбільше повно проводити дегазацію металу, відгін летучих домішок, а також здійснювати інші фізико-хімічні процеси, що при інших методах плавки не встигають проходити цілком або не протікають взагалі. При електронно-променевій плавці матеріал, що переплавляється, може бути використаний практично в будь-якому виді (шихта, пруток, брухт, спечені ).
Особливу роль у досягненні цих цілей грає наявність вакууму як захисного середовища.
1. У вакуумі відбувається інтенсивне видалення розчинених у металі газів, що значно поліпшує їхні механічні властивості, особливо пластичність. Багато сплавів на основі титана, вольфраму, молібдену, ніобію й інших хімічно активних металів набули промислового застосування тільки завдяки тому, що їх виплавляють у вакуумі.
2. Деякі із шкідливих домішок (нітриди, карбіди, оксиди) при нагріванні у вакуумі розкладаються. Переплавлений метал містить менше неметалічних включень, і це підвищує експлуатаційні характеристики виготовлених з нього виробів.
3. При плавці металу у вакуумі весь час відбувається видалення газоподібних продуктів із зони реакції, внаслідок чого різко інтенсифікуються розкислювальні реакції. Це також дає можливість підвищити якість виплавлюваного у вакуумі металу, значно знизити зміст у ньому газів, насамперед кисню.
Електроннопроменеве зварювання є одним з найпоширеніших технологічних застосувань електронного променя. Оскільки при зварюванні відбувається місцеве плавлення з наступною кристалізацією, ширина зони розплавленого металу має важливе значення. Кристалізація металу в зварювальній ванні значною мірою визначає властивості металу шва, і зміна ширини зони проплавления при зварюванні впливає на властивості зварного з'єднання. Крім того, від обсягу розплавленого при зварюванні металу залежать деформації і напруги , які виникають в конструкціях після зварювання.
При відносно невеликій потужності променя форма проплавлення схожа на форму при традиційних процесах газового і електродугового зварювання (рис.1), при збільшенні потужності променя можна отримати більш глибоке проплавлення (рис.2)
Рисунок 1. Форма проплавлення при невеликій потужності променя.
Рисунок 2. Форма проплавлення при збільшеній потужності променя.