Електронно-лъчева заваръчна същност, видове, предимства

Радиационното заваряване е процес, който се основава на използването на топлината, освободена по време на спирането на острия фокусиран лъч на заредени частици, ускорени до високи енергии. Този източник на отопление се използва широко само с разработването на вакуумна технология и електронна оптика, едва след това се използва в металургичния инженеринг.

Стимулът да се намери нов метод за съединението служи като трудности при трудни елементи: молибден, тантал, цирконий, ниобий и волфрам имат висока точка на топене и химическа активност, която изисква използването на високи концентрации на топлина и заваряване зона висока сигурност.

Същността на процеса на ELS

Основният компонент е електронният лъч, който е създаден със специално устройство - електронен пистолет.

Както може да се види от фигурата по-долу, пистолетът има катод (2), който е поставен вътре в катодния електрод (3). На определено разстояние от катода има ускоряващ електрод с отвор (анод) (4). Пистолетът се захранва от електрическа енергия от високоволтов източник на постоянен ток (5).

електроните са концентрирани в магнитното поле на магнитното обектив (6) Летящи електрони са съсредоточени в плътен лъч въздейства с висока скорост върху малка площ на статията (1) За да се увеличи плътността на енергията на електронния лъч след излизане на първия анод. На този етап, кинетичната енергия на електроните поради тяхната забавяне се превръща в топлина, като по този начин нагряване на метала до висока температура.

За да се движи електронния лъч по протежение на продукта в пътя на електроните, е поставена магнитна система за отклонение (7), която позволява да се установи лъчът точно по дължината на заваръчната линия.

За да се намали загубата от кинетичната енергия поради сблъсъци с молекули на въздушни газове, както и химична и термична защита на катода в пистолета създава вакуум от около 10-4 - 10-6 мм живачен стълб Такава висока концентрация на лъч енергия (до 109 W / cm2) с минимална площ отопление (cm2 до 10-7) води до намаляване на топлинните деформации по време на заваряване и шев формация за образуване на кама проникване.

Техническият вакуум при ELS изпълнява няколко функции:

• намалява загубата на кинетична енергия на електроните, позволявайки на частиците да достигат до повърхността на продукта почти без контакт с молекулите на въздуха;
• предотвратява изхвърлянето на дъгата между анода и катода, осигурява химическа защита на катода;
• защитава стопения метал от взаимодействие с околната атмосфера по-ефективно от защитния газ, потока;
• подобрява дегазирането на заваръчния басейн и отстраняването на оксидните филми, което оказва влияние върху качеството на фугата.

ELS техника

От фигурата по-долу можете да видите каква форма е проникната технология за заваряване на греди. Топене на металната греда (1) през предната стена на вдлъбнатината (2) - кратер - и разтопен метал е изместен на страничните стени на задната стена (4), където кристализира (3).

Може заваряване непрекъсната греда, но когато става дума за летливи метали (например, магнезий, алуминий) намалява ефективността на електронен лъч, както е количеството топлина, освободен поради загубата на енергия по време на йонизация на метални пари. Препоръчва се тук провеждане на заваряване работа с импулсен електронен лъч с пулсова честота от 100-500 Hz и с голяма енергийна плътност. Тази манипулация води до увеличаване на дълбочината на проникване на конуса. По този начин е възможно заваряването на много тънки метални листове. В случай, че се образуват изкривявания, те могат да бъдат отстранени чрез заваряване с разфокусиран или осцилиращ лъч.

Параметри на режима на радиално заваряване и видове заварени съединения

Основните параметри на режима ELS включват:

• степен на евакуация;
• токът в лъча;
• скоростта на гредата по повърхността на продукта;
• ускоряващо напрежение;
• точност на фокусирането на лъча;
• продължителност на импулсите и паузи.

режими заваряване с електронен лъч са отразени в таблицата по-долу:

За да преместите електронен лъч през продукта, е необходимо да преместите самия продукт или гредата чрез система за отклонение. Тази система ви позволява да осцилирате лъча както по протежение на шева, така и по по-сложна траектория.

Преди започване на заваряването е необходимо точното сглобяване на части и точно посоката на лъча по оста на съединението. По този начин, с дебелина на метала до 5 мм, пролуката не е повече от 0,07 мм, с дебелина до 20 мм - до 0,1 мм с отклонение на гредата не повече от 0,2-0,3 мм. За увеличаване на пролуките (с цел предотвратяване на подрязването) е необходим допълнителен метал под формата на запълващ проводник или технологични перли. Чрез промяна на размера на празнината и количеството на добавения метал е възможно съдържанието на металния пълнител да бъде по дължината на шева до 50%.

Основни видове заварени съединения

Нека разгледаме основните видове заварени съединения, които се препоръчват за заваряване с електронен лъч. Фигурата по-долу показва следното:

• а) - бут;
• б) - замъкът;
• в) - сглобка с части от различни дебелини;
• г) е ъглова;
• д), д) - при съединяване на заваръчни шевове;
• ж) - челно съединение с фланциране на ръбовете.

Характеристики на заваръчното лъчение

Процесът на заваряване на снопа се характеризира с две характеристики:

• Процесът на заваряване се осъществява във вакуумна среда, което гарантира най-чистата повърхност и дегазиране на разтопения метал;
• нагряването настъпва при много високи температури, като по този начин металът се топи бързо и шевът води до фина зърнеста и минимална ширина в резултат на обработката.

Тези характеристики позволяват работа със сплави, които са чувствителни към интензивно отопление. Електронно заваряване произвежда части от алуминий и титанови сплави, високо легирани стомани. Металите и сплавите са заварени в хомогенни и незначителни комбинации, различни по дебелината и точката на топене. Минималната дебелина на заварените детайли е 0.02 мм, а максималната дебелина е до 100 мм.

Предимства и недостатъци на заваряването с електронен лъч

Заваряването с електронен лъч има редица значителни предимства, сред които:

- Ниска мощност на входа. В повечето случаи, за да се постигне същата дълбочина на проникване при заваряване на този тип, топлината ще бъде 5 пъти по-малка, отколкото в дъгообразната форма, което значително намалява изкривяването на продуктите;

- .. заваряване на керамични и огнеупорни метали (тантал, волфрам), керамика и др Тъй ясно фокусиране сноп става възможно да се нагрее повърхност с диаметър по-малко от милиметър. Това, от своя страна, позволява еднократно заваряване на метали с дебелина десети от милиметър;

- Висококачествени заварени фуги от реактивни метали и сплави: молибден, титан, ниобий, цирконий. По правило дегазирането на заваръчния метал и в същото време увеличаването на неговите пластични характеристики се случват в много случаи. ELS е също така незаменима, когато се комбинират нисковъглеродни, корозионноустойчиви, медни, никелови стомани, алуминиеви сплави.

Но въпреки по-големия брой предимства, ELS има и недостатъци.

Недостатъци на заваряване с електронен лъч

- Отнема време, когато се създава вакуум в работната камера след зареждане на продуктите;

- възможност за образуване на лошо синтез, кухите отвори в основата на заварка през заваряване на метали с висока топлопроводимост, както и шевовете с високо съотношение на дълбочини-широчини.

Използването на ELS е оправдано, когато е необходимо да се работи в труднодостъпни и неудобни места. Заваряването на този сорт е всеобщо и икономично. Универсалността на това заваряване се изразява в факта, че се използва за свързване на продуктите, както при всяко рязане на ръба, така и без рязане. Икономиката е в относително ниското потребление на електроенергия.

Днес местните предприятия използват електроннолъчева апаратура с оръдия на пряко и косвено нагряване на катоди и собствено производство, както и от други руски и чуждестранни фирми. При инсталации с вътрешно-амортизирано оформяне на лъчеви пистолети е възможно да се заваряват връзки с хоризонтален или наклонен лъч по сложни траектории на движение. Точност механика в комбинация с компютърни системи технология и контрол премахване на зависимостта на качеството на крайните съединения на човешкия фактор, което означава, че присъствието на оператор спояващия е практически елиминира, тъй като процесът е почти автоматично. Оборудването за заваряване е лесна за работа и неговото поддържане не включва разходи за труд. След като програмирате инсталацията, трябва само да наблюдавате как гредата е насочена на правилното място и следва по протежение на ставата. От работната сила ще трябва да се промени само силата на гредата и да се настрои фокусът върху определен сегмент от пътя на връзката.

По принцип, заваряването с електронен лъч е рационално и обещаващо направление в разработването на съвременни технологии за заваряване!