電子ビーム溶接とは？

電子ビーム溶接（EBW）は、高エネルギー電子の細いビームを使用して材料を溶かし、2つの金属片を接合する溶接を作成する融合溶接プロセスです。 電子-負に帯電した亜原子粒子-は、光速度の30〜70％に達するまで加速されます。 この速度では、電子ビームは溶接される表面を必要な温度に加熱することができます。 EBWは、高真空を必要とする低圧溶接の一種です。 EBWの要件により、それはより高価な融合溶接の1つになりますが、溶接の品質と深さは、一部の航空用途などの特定の状況に最適です。

他の溶接形式とは異なり、電子ビーム溶接では「フィラーワイヤ」、つまり溶接する2つの部品の間に配置された金属のフィラメントは必要ありません。 溶接全体は、接合された部品の金属から作成されます。 EBWのビームは非常に狭いため、材料全体の加熱を最小限に抑えたい場合に機能します。

EBWでビームを作成するには、真空が必要です。 通常、さまざまなレベルの一連のチャンバーを使用して、真空外で材料を溶接できるEBWを作成できます。 ただし、低真空法または非真空法は、溶接の純度を犠牲にするだけでなく、深さを減らして幅を広げる場合があります。

電子ビーム溶接には、他のタイプの融合溶接よりも多くの利点があります。 真空下でのEBWの奥行きと幅の比が大きいため、厚いジョイントに最適です。 ビームの狭い部分は、加熱される表面全体を減らすことにより、溶接材料の歪みを制限するのにも役立ちます。 溶接のサイズは、他の種類の溶接よりも一貫している場合があり、EBWは通常、平均よりも強い溶接を作成します。

EBWの性質により、異種金属の接合にも役立ちます。 電子ビーム溶接は、反応性金属（加熱すると容易に反応する金属）と耐熱性金属（融点が3000〜3100°F（約1650〜1700°C）を超える）を結合することもできます。

電子ビーム溶接の最も禁止的な特徴は、他の融合溶接技術よりもはるかに特殊化された機器のコストです。 また、溶接を敷設する前に、セットアップ費用が高くなる場合があります。 真空内で作業する必要性は、EBWで接合できる部品のサイズに制限があることも判明する場合があります。