filebar
Методические пособия по сварочным работам

Принцип сварки электронным лучом в вакууме

Сущность процесса сварки электронным лучом в вакууме состоит в использовании кинетической энергии электронов, быстро движущихся в глубоком вакууме. При использовании этого источника тепла для сварки необходимо создать свободные электроны, сконцентрировать их и сообщить им большую скорость с целью увеличения их кинетической энергии, которая должна выделиться при дальнейшем резком торможении электронов в свариваемом металле. Получение свободных электронов достигается применением раскаленного катода, испускающего электроны. Ускорение и концентрация электронов обес-печивается электрическим и магнитным полями. Резкое торможение электронного потока достигается автоматически при внедрении электронов в металл. Электронный луч, используемый для целей сварки, получается в специальном приборе — электронной пушке.

n

Принципиальная схема установки для сварки электронным лучом приведена Электронная пушка представляет собой устройство, с помощью которого получают узкие электронные пучки с большой плотностью энергии. Пушка имеет катод, который нагревается до высоких температур. Катод размещается внутри фокусирующей головки. На некотором удалении от катода находится первый анод с отверстием. Головки катода имеют особую форму, обеспечивающую такое строение электрического поля, которое фокусирует электроны в пучок с диаметром, равным диаметру отверстия в первом аноде. Положительный потенциал анода может достигать нескольких десятков тысяч вольт, поэтому электроны, эмитированные катодом на пути к аноду, приобретают значительную скорость и энергию. Питание пушки электрической энергией производится от высоковольтного источника постоянного тока.

n

Для увеличения плотности энергии в луче, после выхода электронов из первого анода, электроны фокусируются магнитным полем в специальной магнитной линзе . Сфокусированные в плотный пучок летящие электроны ударяются с большой скоростью о малую, резко ограниченную площадку на изделии, при этом кинетическая энергия электронов вследствие торможения в веществе превращается в тепло, нагревая металл до очень высоких температур.
Для перемещения луча по свариваемому изделию на пути электронов находится магнитная отклоняющая система , позволяющая устанавливать электронный луч точно по линии сварки.

n

Для обеспечения свободного движения электронов от катода к аноду и далее к изделию, для тепловой и химической изоляции катода, а также для предотвращения возможности возникновения дугового разряда между электродами в установке создается глубокий вакуум порядка (Г4 мм рт. ст. (133- 1(Г4 н/м2), который обеспечивается насосной системой установки.

n

Движение электронов в вакууме не сопровождается световыми эффектами и поэтому луч не виден, но его действие на вещество можно наблюдать по нагреву места бомбардировки, свечению люминофоров. Электроны, обладающие некоторой энергией, могут проникать в вещество на глубину б вследствие того, что торможение электронов в веществе происходит не мгновенно, а более или менее постепенно. Особенность передачи энергии электронов металлу состоит в том, что она передается не через поверхность металла, а в определенном его слое, толщина которого равна пробегу электронов.

Яндекс.Метрика