Что такое электронно-лучевая сварка?

Электронно-лучевая сварка (EBW) - это процесс сварки плавлением, в котором используется узкий пучок электронов высокой энергии для расплавления материала и создания сварного шва, соединяющего два куска металла. Электроны - отрицательно заряженные субатомные частицы - ускоряются до тех пор, пока не достигнут скорости света от 30 до 70 процентов. При такой скорости пучок электронов способен нагревать свариваемые поверхности до необходимой температуры. EBW - это форма сварки под низким давлением, которая требует высокого вакуума. Требования EBW делают его одной из более дорогих форм сварки плавлением, но качество и глубина сварки делают его лучшим выбором для конкретных ситуаций, таких как некоторые применения в аэронавтике.

В отличие от некоторых других видов сварки, электронно-лучевая сварка не требует «присадочной проволоки» - нити металла, помещенной между двумя деталями, которые должны быть сварены вместе. Весь сварной шов создается из металла соединяемых деталей. Луч EBW очень узкий, что позволяет ему функционировать в ситуациях, когда требуется минимальный нагрев всего материала.

Вакуум необходим для того, чтобы создать луч в EBW. Как правило, серия камер на разных уровнях может быть использована для создания EBW, который может сваривать материал вне вакуума. Однако методы низкого или невакуумного давления могут принести в жертву чистоту сварного шва, а также уменьшить глубину и увеличить ширину.

Электронно-лучевая сварка имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами сварки плавлением. Более высокое отношение глубины к ширине EBW в вакууме делает его хорошо подходящим для толстых соединений. Узкий проход балки также помогает ограничить искажения сварных материалов за счет уменьшения общей поверхности, которая нагревается. Размер сварного шва может быть более постоянным, чем у других типов сварных швов, и EBW обычно создает сварной шов, превышающий средний.

Природа EBW также может сделать его полезным для соединения разнородных металлов. Электронно-лучевая сварка может даже работать, чтобы соединить химически активные металлы - металлы, которые легко реагируют при нагревании, - и тугоплавкие металлы - металлы, которые являются термостойкими, с температурой плавления, превышающей 3000 - 3100 ° F (приблизительно 1650 - 1700 ° C).

Наиболее запрещающей особенностью электронно-лучевой сварки является стоимость оборудования, которое является гораздо более специализированным, чем для других методов сварки плавлением. Также могут быть высокие затраты на настройку перед укладкой сварного шва. Необходимость работать внутри вакуума может также оказаться ограничением размера кусков, которые могут быть соединены с EBW.