Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Uchebnoe_posobie_TPM.doc
Скачиваний:
480
Добавлен:
14.02.2015
Размер:
18.97 Mб
Скачать

4.2.9. Электронно-лучевая сварка

Металл при электронно-лучевой сварке нагревают сжатым потоком электронов, перемещающимся с большой скоростью в электрическом поле высокого напряжения. При столкновении этого пучка с твердым телом около 99% кинетической энергии электронов превращается в тепловую. Температура материала в месте нагрева сфокусированным на нем электронным лучем достигает 5000 … 6000 °С.

Схема установки для электронно-лучевой сварки представлена на рис. 4.18.

Сварку выполняют в герметичной камере 8, в которой создают высокий вакуум 133 10-4(10-5) Па. В некоторых случаях сварку осуществляют в среде проточного инертного газа. Источником излучения электронов служит нагретый до температуры порядка 2400 °С катод 1. Э

Рис. 4.18. Схема установки для электронно-лучевой сварки:

1 - катод, 2 – формирующий электрод, 3 - пучок электронов, 4 – анод, 5 – фокусирующая система, 6 - отклоняющая система, 7 – изделие, 8 – герметичная камера

лектроны, полученные в результате эмиссии с помощью формирующего электрода 2, упорядочиваются в пучок 3. Под действием разности потенциалов между катодом 1 и анодом 4, составляющей 20 … 150 кВ, электроны ускоряются, а затем фокусируются в виде луча электромагнитными катушками 5 (линзами). Движение луча относительно изделия 7 обеспечивается специальной отклоняющей электромагнитной системой 6. С ее помощью луч может двигаться колебательно вдоль или поперек оси шва. В процессе сварки либо луч перемещают вдоль изделия с помощью отклоняющих систем, либо изделие с помощью механического привода передвигают под стационарным электронным лучом. Сварной шов формируется при движении луча относительно изделия. Ток электронного луча составляет от нескольких миллиампер до единиц ампер.

Фокусировкой и изменением силы тока электронный луч может быть сфокусирован на площади 0,1 … 20 мм2. В сочетании с вакуумной обработкой это дает возможность сваривать легированные стали, тугоплавкие цветные металлы (вольфрам, молибден, тантал и др.), активные цветные металлы (уран, цирконий, бериллий), а также металлы в разнородных сочетаниях (например, алюминий с медью и пр.), со значительной разностью толщин, температур плавления и других теплофизических свойств. За один проход можно сваривать металл толщиной от 0,01 до 100 мм. При большой фокусировке луча и соответственно большой удельной его мощности за счет высокой концентрации теплоты в пятне нагрева прожигают отверстия (сверлят) такие материалы, как сапфир, рубин, алмаз, стекло. При обработке электронным лучом глубина проплавления оказывается в 20 раз больше ширины пятна нагрева.

Электронно-лучевую сварку применяют в электронике, приборостроении, а также машиностроении при обработке малогабаритных и крупногабаритных изделий.

Достоинствами метода электронно-лучевой сварки являются:

  • возможность обработки практически любых материалов;

  • высокое качество сварных швов (зеркально гладкая поверхность);

  • дегазация расплавленного металла за счет обработки его в вакууме;

  • малая деформация сварной конструкции, предопределяемая незначительной шириной зоны теплового воздействия;

  • возможность регулирования теплового воздействия на металл;

  • возможность сварки с присадочным металлом.

Недостатком способа является сложность конструкции установки и высокая стоимость ее эксплуатации.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]