Электронно-лучевая сварка:определение, конструкция, работа, применение, преимущества и недостатки [Примечания в формате PDF]

Сегодня в этой статье я собираюсь дать вам подробный обзор аппарата для электронно-лучевой сварки. .

Этот сварочный процесс был впервые разработан в 1949 году немецким физиком Карлом-Хайнцем Штайгервальдом.

В этой статье сначала мы увидим определение, как это работает, после чего я также покажу вам приложения, преимущества и ограничения машины EBW.

Итак, без дальнейших промедлений давайте перейдем к статье.

Что такое электронно-лучевая сварка?

Электронно-лучевая сварка — это процесс сварки в жидком состоянии, при котором два одинаковых или разнородных металла соединяются с использованием тепла, и это тепло генерируется электронами высокой энергии. Когда электрон ударяется с высокой скоростью о заготовку, возникают две формы преобразования энергии:кинетическая энергия и тепловая энергия.

Конструкция аппарата для электронно-лучевой сварки:

Аппарат электронно-лучевой сварки состоит из следующих частей:

• Высоковольтный источник питания
• Электронная пушка
• Катодная сетка
• Анод
• Система оптического просмотра
• Магнитная линза
• Отклоняющая катушка
• Вакуумная камера
• Заготовка
• Удерживающее устройство для заготовки

Итак, теперь позвольте мне показать вам эти части в деталях.

Высоковольтный источник питания:

Блок питания подразделяется на две категории:один — низковольтный, а другой — высоковольтный.

• Низкий диапазон напряжения тонкой сварки составляет от 5 до 30 кВ.
• Диапазон высокого напряжения для толстостенной сварки составляет от 70 до 150 кВ.

Электронная пушка:

В электронной пушке свободные электроны генерируются посредством термоэмиссии из раскаленной металлической ленты или проволоки.

Основное назначение электронной пушки — преобразование свободных электронов в электронный пучок с помощью катодной сетки, анода, магнитной линзы и отклоняющей катушки.

Катодная сетка:

В этой части генерируются свободные электроны. Однако напряжение генерируемых свободных электронов очень мало эВ. Чтобы ускорить эти свободные электроны, они проходят через сильное электрическое поле, которое создается Анодом и эмиттером (Катодом).

Анод:

Анод используется для ускорения электронов, генерируемых катодной сеткой.

Система оптического обзора:

Оптическая система просмотра помогает нам определить и настроить точку воздействия электронного луча на заготовку.

Магнитные линзы:

Магнитные линзы пропускают только сходящиеся электроны. Он поглощает низкую энергию расходящихся электронов и обеспечивает интенсивный электронный пучок.

Отклоняющая катушка:

• Отклоняющая катушка представляет собой тип магнитной линзы и используется в электронно-лучевых трубках.
• Это помогает сканировать электронный луч по всему экрану.

Вакуумная камера:

• В вакуумной камере нет воздуха. Сварка в этом аппарате происходит в вакууме.
• Давление здесь задано ниже атмосферного или при атмосферном давлении.
• Он также известен как трубка или камера Брауна.

Заготовка:

• Заготовка крепится к приспособлениям.
• Заготовка может быть из одинаковых или разнородных металлов.

Удерживающее устройство для заготовки:

• Удерживающее устройство для заготовки также называется приспособлением. Используется для жесткой фиксации заготовки.
• Крепления изготавливаются из стальных отливок, нержавеющей стали, чугуна, высокопрочной стали и т. д.

Принцип работы Электронно-лучевая сварка:

Принцип работы электронной сварки аналогичен электронно-лучевой обработке. Здесь мы используем для соединения подобных металлов или разнородных металлов с помощью пучка электронов.

Сначала мы подаем питание к системе. Как вы можете видеть на диаграмме, прикреплен один катод [он имеет отрицательный заряд], он состоит из вольфрама. А чуть ниже подключается анод.

Теперь мы должны создать разность потенциалов от 30 до 175 кВ, потому что, когда когерентный свет исходит от катодов, которые проходят через аноды, аноды помогают максимально ускорить его.

Теперь когерентный свет попадает прямо на заготовку, в то же время прикреплена фокусирующая катушка, которая уменьшает дополнительный зазор между когерентным светом.

Теперь свет направляется на заготовку с помощью отклоняющей катушки, и здесь температура настолько высока, что заготовка плавится. Кинетическая энергия теперь преобразуется в тепловую энергию.

Здесь заготовка крепится к приспособлениям, и весь процесс происходит в вакууме, то есть без воздуха. Если появится воздух, направление когерентного света может измениться, и может появиться какое-то другое место, которое мы не хотим сваривать.

Вот видео о современном аппарате для электронно-лучевой сварки:

Применение электронно-лучевой сварки:

Электронная сварка имеет широкий спектр применения. здесь я перечислил некоторые из них, и это:

• Используется для сварки и сверления заготовки.
• Электронно-лучевая сварка используется в различных отраслях промышленности, таких как судостроение, автомобилестроение, авиастроение, производство и т. д.
• Он также используется в оборонном секторе для изготовления различных продуктов.
• Для соединения двух одинаковых или разнородных металлов.
• Для соединения огнеупорных материалов, в том числе вольфрама, керамики и т.д.
• Он также используется в медицинской промышленности.
• Электронная сварка прорезает узкие щели 25-микронного метра.

Преимущества электронно-лучевой сварки:

Итак, вот некоторые преимущества электронно-лучевой сварки:

• При электронной сварке нет требований к присадочному материалу.
• Очень мало искажений.
• Дефекты сварки также проявляются очень редко.
• Электронная сварка также сваривает твердые материалы.
• Высокое качество поверхности, полученное в этом процессе.
• Он также обеспечивает высокую скорость соединения металлов.
• Теплоэффективная зона и сварка узкие.
• Этот процесс также помогает соединять однородные и диффузионные металлы.
• Процесс сварки является непрерывным и герметичным.
• Заготовка обладает высокими прочностными свойствами и сохраняет до 95% прочности основных материалов.
• Этот процесс балочной сварки очень точен.
• Процесс сварки полностью автоматизирован.

Недостатки электронно-лучевой сварки:

Недостатки электронно-лучевой сварки следующие:

• Этот процесс не может быть выполнен полуквалифицированным работником, поэтому для этого требуется высококвалифицированный рабочий, а это означает, что человек должен иметь знания о процессе электронной сварки.
• Размер заготовки небольшой, он ограничен из-за вакуумной камеры.
• Требуется тщательный уход.
• Оборудование для электронной сварки стоит дорого.
• Высокие затраты на установку и капитальные затраты.
• Электронная сварка имеет рентгеновское излучение, и это является серьезной проблемой для человека и
• Производственные расходы также высоки.

Вывод:

Вот и все:подробный обзор электронно-лучевой сварки.

Я надеюсь, что вы найдете эту статью интересной. Мы также рассмотрели множество статей, основанных на знаниях, по темам машиностроения, не стесняйтесь проверять и их.