Co to jest spawanie wiązki elektronów?
Spawanie wiązki elektronów (EBW) to proces spawania fuzyjnego, który wykorzystuje wąską wiązkę elektronów wysokoenergetycznych do stopienia materiału i tworzenia spoiny, która łączy dwa kawałki metalu. Elektrony-ujemnie naładowane cząstki subatomowe-są przyspieszane, aż osiągną 30 do 70 procent prędkości światła. Przy tej prędkości wiązka elektronów jest w stanie podgrzewać powierzchnie, które należy przyspawać do potrzebnej temperatury. EBW jest formą spawania niskociśnieniowego, która wymaga wysokiego wakuum. Wymagania EBW sprawiają, że jest to jedna z droższych form spawania fuzyjnego, ale jakość i głębokość spoiny sprawiają, że jest to najlepszy wybór w określonych sytuacjach, takich jak niektóre zastosowania lotnicze.
W przeciwieństwie do niektórych innych form spawania, spawanie wiązki elektronów nie wymaga „przewodu wypełniającego” - włókno metalu umieszczonego między dwoma elementami, które należy spać. Cała spoina jest tworzona z metalu połączonych elementów. Wiązka EBW jest bardzo wąska, co pozwala jej działaćsytuacje, w których pożądane jest minimalne ogrzewanie całego materiału.
Potrzebna jest próżnia, aby utworzyć wiązkę w EBW. Zazwyczaj do stworzenia EBW, który może spawać materiał poza próżnią, można użyć serii komnat na różnych poziomach. Metody o niskiej lub nie-wolnej mogą jednak poświęcić czystość spoiny, a także zmniejszyć głębokość i rosnącą szerokość.
Istnieje wiele zalet spawania wiązki elektronów nad innymi rodzajami spawania fuzyjnego. Większy stosunek głębokości do szerokości EBW w próżni sprawia, że jest dobrze dostosowany do gęstego stawu. Wąski bieg wiązki pomaga również ograniczyć zniekształcenie spawanych materiałów poprzez zmniejszenie ogrzewanej powierzchni. Rozmiar spoiny może być bardziej spójny niż inne rodzaje spoin, a EBW zazwyczaj tworzy silniejsze spawanie.
Charakter EBW może również sprawić, że jest użyteczny w łączeniu odmiennych metali. Spawanie wiązki elektronów może nawet pracować nad połączeniem metali reaktywnych-metali, które łatwo reagują po podgrzaniu-i metale opornych-metale oporne na ciepło, z temperaturą topnienia przekraczającą 3000 do 3100 ° F (około 1650 do 1700 ° C).
Najbardziej wygórowaną cechą spawania wiązki elektronów jest koszt sprzętu, który jest znacznie bardziej wyspecjalizowany niż w przypadku innych technik spawania fuzyjnego. Mogą również wystąpić wysokie koszty konfiguracji przed ułożeniem spoiny. Konieczność pracy w próżni może również okazać się ograniczeniem wielkości elementów, które można połączyć z EBW.