ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Лучевые источники энергии из "Основы сварочного производства " Лучевые источники энергии используют при сварке электрон шм лучом, лазерной сварке и световой сварке. При сварке электронным лучом носителем энергии являются электроны, при лазерной и све-, ТОБОЙ — фотойы. [c.14] Характерным признаком для лучевых источников йвлйется вы -сокая плотность энергии в пятне нагрева, которая достигается концентрацией потока энергии с помощью специальных фокусирующих устройств. [c.15] Площадь нагрева электронным лучом может быть по сравнению с газовым пламенем и дугой в 1000 раз меньше (см. табл. 1), при плотности энергии в 1000 раз большей. При использовании фотонного луча эта разница еще значительнее. Высокая плотность энергии в малом пятне нагрева определяет основные преимущества при сварке электронным лучом и лазером — выгодную форму проплавления (ножевая, кинжальная) и возможность получения прецизионных соединений. Вместе с тем при сварке глубоко внедренным лучом возникают дополнительные трудности большая опасность пор и горячих трещин, колебания глубины проплавления и подрезы. [c.15] Электронный луч. Электронный луч — поток электронов, испускаемых одним источником и движущихся по близким траекториям в определенном направлении. Сущность процесса сварки электронным лучом в вакууме состоит в использовании кинетической энергии электронов. [c.15] При бомбардировке электронами по-верхйости металла подавляющая часть их кинетической энергии превращается в теплоту, которую и используют для расплавления металла. [c.15] Электронный луч создается в специальном приборе — электронной пушке (рис. 10), с помощью которой получают узкие электронные пучки с большой плотностью энергии. Пушка имеет катод /, который может нагреваться до высоких температур. Катод размещен внутри прикатодного электрода 2. На некотором расстоянии от катода находится ускоряющий электрод (анод) 3 с отверстием. Элект-ройы, выходящие с катода, фокусируются с помощью электрического поля между прикатодным и ускоряющим электродами в пучок с диаметром, равным диаметру отверстия в аноде 5. Положительный потенциал ускоряющего электрода может достигать нескольких десятков тысяч вольт, поэтому электроны, испускаемые катодом, на пути к аноду приобретают значительную скорость и энергию. Питание пушки электрической энергией осуществляется от высоковольтного источника 7 постоянного тока. [c.15] Для увеличения плотности энергии в луче после выхода электронов из первого анода электроны фокусируются магнитным полем в специальной магнитной линзе 4. Сфокусированные в плотный пучок летящие электроны ударяются с большой скоростью о малую, резко ограниченную площадку (пятно нагрева) на изделии 6, при этом кинетическая энергия электронов, вследствие торможения превращается в теплоту, нагревая металл до очень высоких температур. Для перемещения,луча по свариваемому изделию на пути электронов помещают магнитную отклоняющую систему 5, позволяющую устанавливать луч точно по линии стыка. [c.16] Для обеспечения свободного движения электронов от катода к аноду и далее к изделию, для тепловой и химической изоляции катода, а также для предотвращения возникновения дугового разряда между электродами в установке для сварки создается глубокий вакуум порядка 133-10 Па, обеспечиваемый вакуумной насосной системой установки. [c.16] Мощность электронного луча может достигать очень больших величин, что делает его перспективным для сварки больших толщин (200—500 мм). Возможность высокой концентрации энергии при использовании малой мощности позволяет сваривать электронным лучом изделия микроэлектроники. [c.16] Основные параметры режима электронно-лучевой сварки — сила тока, напряжение электронного луча, скорость сварки. Ускоряющее напряжение и сила тока луча определяют мощность источника энергии. [c.16] При импульсном режиме электронно-лучевой сварки тепловыделение дополнительно регулируют частотой и длительностью сварочных импульсов. Эффективный к. п. д. т и электронно-лучевого нагрева изменяется в пределах 0,7—0,9. [c.16] Установка состоит из рабочего тела /, лампы накачки 2, обеспечивающей световую энергию для возбуждения атомов активного вещества-излучателя. Полученное излучение фокусируется и направляется с помощью оптической системы 3 на свариваемое изделие 4. Мощность твердотельных лазеров невелика — 0,015—2 кВт. Газовые лазеры обладают более высокой выходной мощностью, работают в непрерывном и импульснсш режимах и по своим технологическим возможностям становятся конкурентно-способными с электронно-лучевой сваркой. [c.17] Преимуществами лазерного луча являются возможность передачи энергии на больщие расстояния неконтактным способом, сварка через прозрачные оболочки, так как для световых лучей прозрачные среды не служат преградами, получение качественных соединений на металлах, особо чувствительных к длительному действию теплоты, сварка на воздухе, в защитной атмосфере, вакууме. Основной недостаток лазерного источника энергии низкие значения к. п. д. установок, высокая стоимость оборудования, недостаточная мощность серийного оборудования. [c.17] В системах, используемых для сварки световым лучом, концентрация энергии в пятне нагрева достигает 10 Вт/см и может быть увеличена при применении специальных линз и отражателей. Принципиальная схема оптических систем для сварки и пайки приведена на рис. 12. [c.18] Область рационального применения процесса — приборостроение. [c.18] Вернуться к основной статье