Описание электронно-лучевой сварочной технологии, особенности и сферы применения метода

Источники питания ЭЛП

Источники питания ЭЛП состоят из источника ускоряющего напряжения, а также источников питания УЭ, К, ЮК, ФК, ОК.

Источники ускоряющего напряжения выполняются с регулирующим элементом на первичной или вторичной стороне высоковольтного трансформатора, с преобразованием или без преобразования частоты питающего напряжения (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Функциональные схемы источников ускоряющего напряжения: а — с тиристорным регулятором (ТР); б — с регулирующим элементом (РЭ) на вторичной стороне трансформатора; ВТ — высоковольтный трансформатор; ВВ — высоковольтный выпрямитель; Ф — фильтр; ВД — высоковольтный делитель

Регулировку на первичной стороне осуществляют тиристорными или транзисторными регуляторами, на вторичной стороне — специальной высоковольтной лампой. Для защиты от пробоев в ЭЛП источники ускоряющего напряжения обычно снабжаются устройствами автоматического повторного включения. Это позволяет без заметного ухудшения качества сварки проводить ЭЛС даже в условиях частых пробоев. Конструктивно источники ускоряющего напряжения размещают в баке с трансформаторным маслом, которое одновременно выполняет функции охлаждающей среды. Известны также источники ускоряющего напряжения на напряжение до 60 кВ, в которых в качестве изолирующей среды используется воздух или компаунды.

Для гальванического разделения в источнике питания управляющего электрода используют высокочастотные трансформаторы или пару светодиод/фототранзистор, соединенную световодом. Для обеспечения постоянства характеристик системы проведения электронного луча питание катушек ЮК, ФК, ОК (см. рис. 5.10) осуществляется от регуляторов тока.

Технологические приемы и регулируемые параметры ЭЛС

Технологические приемы:

1. Для уменьшения пор в сварном шве применяют регулировку наклона луча на 5-7° от перпендикуляра.
2. Для легирования металла шва возможно применение присадок.
3. Применение способа соединения без разделки кромок или в узкую разделку.
4. Одновременное или последовательное использование двух электронных лучей, при этом один луч производит проплавление металла, а второй формирует корень шва.
5. Возможность варьировать продольную и поперечную развертку электронного луча по форме сечения.

Основные параметры режима электронно-лучевой сварки:

• сила тока в луче;
• ускоряющее напряжение;
• скорость перемещения луча по поверхности изделия;
• продолжительность импульсов и пауз;
• точность фокусировки луча;
• глубина вакуума.

Область применения электронно-лучевой сварки

Вышеописанный способ используется для сварки нескольких видов металлов, в частности, чистых, активных и тугоплавких. Также она применяется для чувствительных металлов к влиянию газов. В силу того, что возникают некоторые трудности при строительстве вакуумных камер внушительных размеров, вышеуказанным путем свариваются лишь небольшие детали.

Схожими свойствами обладает сварка когерентным световым лучом, которая осуществляется посредством лазера т.е. лазерная сварка. Световой луч, характеризующийся высоким содержанием энергии способен как сваривать, так и резать не только металлы, но и другие материалы. Этот процесс осуществляется без вакуума.

Как и любой другой вид сварки, электронно-лучевая имеет преимущества и недостатки.

К плюсам относятся:

• таким способом за один раз можно сваривать металлы, толщина которых находится в пределах – 0,1 до 200 мм;
• в отличие от дугового способа, электронно-лучевая использует более чем в 10 раз меньше энергии;
• такой способ отличается отсутствием концентрации расплавленного металла газами.

Главным недостатком электронно-лучевой сварки выступает необходимость в создании вакуума.

Теги: СваркаСпособы сваркиЭлектронно-лучевая сварка

Оборудование для электронно-лучевой сварки

Основной составляющей установки сварки электронными лучами выступает пушка (сварочно-электронная). Она предназначена для того чтобы получать и ускорять электроны. Помимо этого, она служит для собирания электронного луча. Пушка располагается непосредственно в вакуум-камере, в которую помещается свариваемый элемент и механизм перемещения детали.

Выделяют следующие виды установок:

• универсальные;
• специализированные;
• высоковакуумные;
• промежуточного вакуума;
• камерные.

Технология и оборудование

Оборудование для электронно-лучевой сварки можно разделить:

• на универсальное, то есть предназначенное для реализации различных технологических процессов по обработке любых материалов: разделительная резка и прожигание отверстий; сварка и наплавка; нанесение покрытий и напыление; гравировка и т. д.
• и специализированное – предназначенное для выполнения конкретных операций при изготовлении серийных деталей и конструкций.

В состав оборудования входят:

Читайте также:  Технология обработки цилиндрического отверстия

1. Электронная пушка, создающая эмиссию и ускорение электронов.
2. Фокусирующая электромагнитная линза, концентрирующая электронный луч и способствующая увеличению плотности потока электронов.
3. Электромагнитная отклоняющая система для точного управления лучом.
4. Вакуумная установка, которая исполняет следующие функции: удаляет атмосферные газы, молекулы которых препятствуют свободному прохождению электронного луча; обеспечивает защиту от воздействия газов и влаги атмосферы на расплавленный металл и зону термического влияния.

Для ЭЛС применяются установки и агрегаты камерного типа (свариваемые детали помещаются целиком в рабочую камеру) и бескамерные (вакуум создается локально — только в месте выполнения сварочных работ).