Электронно лучевая сварка

Э лектронный луч представляет собой сжатый поток электронов, перемещающийся в вакууме с большой скоростью от катода к аноду в сильном электрическом поле. При соударении электронного потока с твердым телом более 99% кинетической энергии электронов переходит в тепловую, расходуемую на нагрев этого тела. Температура в месте соударения может достигать 5000-6000 С. Электронный луч, образуемый за счет эмиссии электронов с нагретого в вакууме)10^(-5)Па катода, с помощьюэлектростатических и электромагнитных линз фокусируется на поверхности свариваемых материалов (рис 5.15). В установках для электронно лучевой сварки электроны, испускаемые катодом 1 электронной пушки, формируются в пучок электродом 2, расположенным непосредственно за катодом, ускоряются под действием разности потенциалов между катодом и анодом 3, составляющей 20...150кВ и выше, затем фокусируются в виде луча и направляются специальной отклоняющей магнитной системой 5 на обрабатываемое магнитное изделие 6. На формирующий электрод 2 подается отрицательный или нулевой по отношению к катоду потенциал. Фокусировкой достигается высокая удельная мощность луча (5…10^5 кВт/м^2 и выше). Ток электронного луча невелик-от нескольких миллиампер до единиц ампер. При перемещении свариваемых заготовок под неподвижным лучом образуется сварной шов.

Применяется при сварке авто

Сущность: используется энергия заряженных электронов, которая превращается в потенциальную энергию при торможении в плотных слоях материала.

Минус-рентгеновское излучение, ограничение размеров детали, не засунешь в вакуумную камеру слона.

Применяемы материалы: стали различных классов, ме с немее варим,

Толщина от 1мм до 300

Скорость 10м/ч

При сварке магнитных материалов луч отклоняется

Электронный луч – это высококонцентрированный источник энергии, который позволяет выполнить сварку сталей до 200 мм, титана до 300 мм, алюминия до 400 мм толщиной.

Сварка электронным лучом возможна при вакууме 10^-4Па. При низком вакууме или при атмосферных условиях луч теряет свою энергию и в атмосфере возможна сварка при расстоянии от среза пушки до изделия 1-2 мм.

Электронно–лучевая сварка применяется при крупносерийном или массовом производстве для получения высококачественных соединений.

Крупным недостатком электронно – лучевой и лазерной сварки является высокая стоимость оборудования и высококвалифицированный обслуживающий персонал. Главным преимуществом электронно – лучевой и лазерной сварки является расширение свариваемости разнородных материалов.

Лазерная сварка используется для прецессионной резки. При лазерной сварке еще более расширяется свариваемость разнородных материалов. Наиболее широкое применение лазерная сварка получила при получении точных криволинейных швов. Для лазерной обработки не требуется вакуум. Резка наиболее хорошо применяется для особо ответственных конструкций с толщиной от нескольких микрон до 10-15 мм.

3. Физические процессы при сварке давлением в твердой фазе

С ущность получения неразъемного сварного соединения двух металлических заготовок в твердом состоянии заключается в сближении идеально чистых соеденяемых поверхностей на расстоянии 2…4*10^(-10)см, прик которых возникают межатомные силы притяжения.

Сближение атомов и активация поверхности достигается упруго – пластической деформацией свариваемых кромок. Кромки тщательно зачищаются и обезжириваются. В результате упруго – пластической деформации или трения хрупкие окислые пленки разрушаются образуя островки ювенильной поверхности. Процесс образования физического контакта заключается в смятии микронеровностей за счет ползучести металла под давлением. Образование такого типа соединений основано на представлении о схватываемости материалов в результате ползучести материалов в точке контакта и образовании прочных связей в местах выхода и перемещения дислокаций и вакансий. Выход дислокаций на поверхность активирует ее разрывом связей поверхностных атомов. На явлении схватывания основана холодная сварка.

Х олодную сварку выполняют без нагрева или даже при отрицательных температурах. Физическая сущность процесса заключается в сближении свариваемых поверхностей до образования металлических связей между нему, т.е. получения сварного соединения. Такое сближение достигается приложением больших удельных давлений в месте соединения. Большое усилие сжатия обеспечивает разрыв пленки окислов на поверхностях и обрзование чистых поверхностей металла. При холодной сварке свариваемые поверхности очищают от адсорбированных жировых пленок. Холодной сваркой выполняют, точечные, шовные и стыковые соединения. Холодной сваркой сваривают металлы и сплавы, обладающие высокой пластичностью при комнатной температуре.

Соединение Ме в твердой фазе может быть получено при спекании за счет комплекса диффузионных процессов, протекающих во времени при повышенных t и давлении.

С варкой трением называют технологический процесс получения монолитного соединения, осуществляемый за счет использования теплоты, образующейся на поверхности контакта двух заготовок, прижатых одна к другой и участвующих в относительном движении. После прерывания или полного прекращения относительного движения сварка трением завершается приложением усилия проковки. Сварное соединение образуется в результате совместного пластического деформирования контактных объемов свариваемых заготовок. Отличительной особенностью сварки трением является получение теплоты непосредственно в зоне контакта за счет прямого преобразования работы, затрачиваемой на преодоление сил трения, возникающихся при взаимном перемещении трущихся поверхностей заготовки. Одна деталь неподвижна, другая вращается.