การเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอนคืออะไร?

การเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอน (EBW) เป็นกระบวนการเชื่อมฟิวชั่นที่ใช้ลำแสงแคบของอิเล็กตรอนพลังงานสูงเพื่อหลอมละลายวัสดุและสร้างรอยเชื่อมที่เชื่อมกับโลหะสองชิ้น อิเล็กตรอน - อนุภาคย่อยที่มีประจุลบจะถูกเร่งจนกระทั่งถึง 30 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสง ในอัตรานี้ลำแสงอิเล็กตรอนสามารถให้ความร้อนกับพื้นผิวที่จะเชื่อมกับอุณหภูมิที่ต้องการ EBW เป็นรูปแบบของการเชื่อมแรงดันต่ำที่ต้องใช้สูญญากาศสูง ความต้องการของ EBW ทำให้เป็นหนึ่งในการเชื่อมฟิวชั่นที่มีราคาแพงกว่า แต่คุณภาพและความลึกของการเชื่อมทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับสถานการณ์ที่เฉพาะเจาะจงเช่นการใช้งานด้านการบินบางประเภท

ซึ่งแตกต่างจากการเชื่อมแบบอื่น ๆ การเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอนไม่จำเป็นต้องใช้ "ลวดฟิลเลอร์" - เป็นไส้ของโลหะที่วางระหว่างสองชิ้น เชื่อมทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากโลหะของชิ้นส่วนที่เข้าร่วม ลำแสงของ EBW แคบมากทำให้สามารถทำงานได้ในสถานการณ์ที่ต้องการความร้อนน้อยที่สุดของวัสดุโดยรวม

จำเป็นต้องมีสุญญากาศเพื่อสร้างลำแสงใน EBW โดยปกติชุดของห้องที่ระดับที่แตกต่างกันสามารถใช้ในการสร้าง EBW ที่สามารถเชื่อมวัสดุนอกสุญญากาศ อย่างไรก็ตามวิธีการที่ต่ำหรือไม่ใช้สุญญากาศอาจลดความบริสุทธิ์ของรอยเชื่อมรวมถึงการลดความลึกและความกว้างที่เพิ่มขึ้น

การเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอนมีประโยชน์มากมายสำหรับการเชื่อมฟิวชั่นประเภทอื่น อัตราส่วนความลึกต่อความกว้างที่มากขึ้นของ EBW ในสุญญากาศทำให้เหมาะกับข้อต่อที่หนา ลำแสงแคบ ๆ ยังช่วยจำกัดความผิดเพี้ยนของวัสดุเชื่อมโดยลดพื้นผิวทั้งหมดที่ถูกทำให้ร้อน ขนาดของรอยเชื่อมอาจจะสม่ำเสมอกว่ารอยเชื่อมชนิดอื่นและ EBW มักจะสร้างรอยเชื่อมที่แข็งแกร่งกว่าค่าเฉลี่ย

ธรรมชาติของ EBW อาจทำให้มีประโยชน์ในการเข้าร่วมโลหะที่แตกต่างกัน การเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอนอาจทำงานร่วมกับโลหะปฏิกิริยา - โลหะที่ทำปฏิกิริยาได้อย่างง่ายดายเมื่อถูกความร้อน - และโลหะทนไฟ - โลหะที่ทนความร้อนมีจุดหลอมเหลวมากกว่า 3000 ถึง 3100 ° F (ประมาณ 1,650 - 1,700 ° C)

คุณสมบัติที่ห้ามปรามที่สุดของการเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอนคือค่าอุปกรณ์ซึ่งมีความเชี่ยวชาญมากกว่าเทคนิคการเชื่อมแบบฟิวชั่นอื่น ๆ อาจมีค่าใช้จ่ายในการตั้งค่าสูงก่อนที่จะทำการวางแนวเชื่อม ความจำเป็นในการทำงานภายในสูญญากาศอาจพิสูจน์ได้ว่า จำกัด ขนาดของชิ้นส่วนที่สามารถรวมกับ EBW