26 Электроннолучевая сварка

Скорость, приобретаемая электроном при движении в ускоряющем поле, зависит только от разности потен­циалов. Например, при U = 10000 В скорость электронов v = 60 000 км/с.

Р егулируя величину и направление начальной ско­рости электронов, а также величину и направление напряженности электрического поля, можно заставить электроны двигаться по заранее рассчитанной траектории. Это позволяет управлять движением электронов, получать требуемые энергии электронов, плотность в пучке и т. п.

Способы формирования электронного пучка:

а — однокаскадная система без ускоряющего электрода; 6 — то же, с уско­ряющим электродом (анодом); в — система с комбинированной электростати­ческой и электромагнитной фокусировкой;

1– катод; 2 – прикатодный электрод; 3 – траектория крайних электронов пучка; 4 – свариваемое изде­лие; 5 – ускоряющий электрод (анод); 6 – кроссовер; 7 – фокусирующая магнитная линза; 8 – система отклонения пучка; 9 – фокальное пятно; а_в – половинный угол расхождения пучка после кроссовера; a_t — половин­ный угол сходимости пучка на изделии

Существует несколько систем электронных пушек. Наиболее просты, пушки, в которых электронный пучок формируется только с помощью прикатодного электрода, а анодом служит изделие (рис а). Недостатки такой пушки: малое расстояние между пушкой и изделием, низкая плотность энергии, отсутствие регулирования плотности энергии и т. п. Лучшими характеристиками обладают пушки, в конструкции которых имеется уско­ряющий электрод, находящийся под потенциалом изделия (рис. б).

Применение ускоряющего электрода с отверстием для прохождения пучка электронов позволяет увеличить расстояние между катодом пушки и свариваемым изделием, что облегчает наблюдение за процессом сварки, уменьшает опасность электрических пробоев и т. п. Наиболее совершенны пушки с комбинированной электростатической и электромагнитной фокусировкой тучка. Пушка состоит из катода прикатодного электрода, Ускоряющего электрода-анода и электромагнитной фоку­сирующей системы (рис в). Катоды электронных пушек должны удовлетворять ряду требований: они должны обла­гать высокими эмиссионными свойствами, устойчиво работать в условиях вакуума, используемого при сварке, [иметь достаточную долговечность и т. п. % Конструктивно катоды сварочных электронных пушек выполняют прямонакальными и с косвенным подогревом. Прямонакальные катоды более просты в изготовлении, но имеют ряд недостатков: трудно обеспечить Правильную геометрическую форму эмитирующей поверхности, изменяется форма пучка и др. Катоды с косвен­ным подогревом имеют более равномерную плотность эмиссии и они более долговечны. В некоторых конструк­циях сварочных пушек используют подогревные катоды, из гексаборида лантана LaB_e.

28 Машины для стыковой контактной сварки. Принципиальное конструктивное оформление, механические и электрические части. Основные технические характеристики.

При стыковой сварке соединение образуется по всей площади касания. Детали зажимаются в токопроводящих зажимах, один из которых не подвижен, а второй подвижный и соединен с приводом усилия сжатия. Различают два способа: сопротивлением и оплавлением. При св. сопротивлением детали сжимаются усилием F и включается св. тр-р. При прохождении тока через стык между деталями происходит нагрев зоны контакта до t-ры не превышающей t-ры плавления. При достижении необходимой t-ры в зоне стыка св.ток выключается, усилие сжатия увеличивается, происходит осадка металла в зоне стыка - образование св. соединения. При св. оплавлением детали устанавливаются в зажимах с зазором между контактными поверхностями. Потом включается св. тр-р и детали сближают. При соприкосновении в отдельных точках контакта происходит интенсивный нагрев и расплавление металла, взрывное разрушение точек контакта, металл выбрасывается наружу. Часть тепла уходит с выброшенным металлом, а часть уходит на нагрев. При дальнейшем сближении происходит увеличение фактической площади контакта и нагрев зоны стыка. При достижении достаточного нагрева, т.е.когда в зоне стыка образуется сплошной слой жидкого металла скорость сжатия увеличивается, ток выключается и происходит осадка св. поверхностей. При этом большая часть жидкого металла выдавливается из зоны соединения. Далее происходит застывание и образование св. соединения.

Параметры режима сварки сопротивлением –сварочный ток Iсв, продолжительность нагрева tсв, усилие сжатия Fсв, усилие осадки Fос, установочная длина l1 и l2 ,

Параметры режима сварки оплавлением - установочная длина l1 и l2, припуск на оплавление δопл и осадку δос, скорости оплавления и осадки, токи оплавления и осадки, усилия осадки, длительности оплавления и осадки, а также осадки под током.

Стыковая машина состоит из следующих основных узлов и аппаратуры: станины 9, неподвижная и подвижная плиты4 и 7, направляющие для движения подвижной плиты 3, которые перемещаются во втулках 2, привода подачи 8, зажимные 6 и упорные 5 устройства. Внутри станины установлен сварочный трансформатор 12 с переключателем ступеней 1. трансформатор вторичным контуром 11 связан с губками машины, установленными на ее плитах в зажимах. В корпусе машины установлена аппаратура 10 для включения сварочного трансформатора и управления работой машины.

P P

F