ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сварка электронным лучом в вакууме из "Новая сварочная техника в приборостроительной промышленности " При изготовлении ряда приборов, особенно электровакуумных и полупроводниковых, применяются такие металлы, как молибден, никель, вольфрам, тантал и др., сварка которых вследствие образования химических соединений со всеми газами, кроме инертных, представляет значительные трудности по сравнению с методами сварки, широко применяемыми для хорошо сваривающихся металлов в других отраслях промышленности. [c.24] Сварка тугоплавких и активных металлов, а также соединение разнородных металлов обычными методами сварки плавлением, весьма затруднительно вследствие различия физических сво11ств соединяемых металлов, а также наблюдающегося значительного ухудшения качества металла в результате поглощения кислорода и азота при нагреве таких металлов. [c.24] Для образования электронного луча необходимо нагревать вольфрамовую спираль катода. Это осуществляется с помощью тока, получаемого от специального низковольтного трансформатора 7, который позволяет нагреть вольфрамовую нить катода до температуры примерно 2500° С, при этом с поверхности нити эмитируются электроны в большом количестве. Высокое напряжение, приложенное к полюсам с помощью источника постоянного тока 8, сообщает электронам скорость в несколько десятков тысяч километров в секунду. [c.26] Электроны, испускаемые катодом, распределяются по относительно большой площади, поэтому удельной энергии, выделяющейся при бомбардировке анода, недостаточно для того, чтобы расплавить металл, а если это и произойдет, то ширина зоны расплавления будет слишком велика. [c.26] Чтобы увеличить удельную энергию, выделяющуюся при бомбардировке свариваемого металла, необходимо сконцентрировать возможно большее количество электронов на малой площади. Для этого на пути электронов устанавливается фокусирующая система 5, назначение которой состоит в концентрации электронов, эмитированных катодом в пучок с большой плотностью. Концентрация электронов дает возможность получать мощный сосредоточенный источник тепла. [c.26] Для точной установки луча в центре разделки в процессе сварки необходимо перемещать луч поперек шва. Перемещение луча осуществляется при помощи отклоняющей системы 4. Такие системы могут быть выполнены в различных вариантах в виде электромагнитной отклоняющей системы или с использованием статического электрического поля, либо путем механического перемещения электронной пушки за счет изменения ее угла наклона. Наиболее удобна магнитная отклоняющая система, представляющая собой две катушки, которые крепятся на кольце, замыкающем магнитное поле. Электроны, проходящие через отклоняющую систему, изменяют траекторию полета вследствие взаимодействия их зарядов с магнитным полем системы. Изменяя напряжение в катушках электромагнитов, можно установить луч в необходимое для сварки место. [c.26] Для осуществления сварки при помощи электронного луча в МВТУ — МЭИ была изготовлена первая установка ЭЛВ-1 (рис. 15). [c.27] Электронная пушка (рис. 16) состоит из камеры 2, изолятора 3, головки катода 4, головки анода 5 и спирали катода 1. Между катодом и анодом на расстоянии 26 мм создается разность потенциалов, достигающая 25—35 кв. В процессе сварки изделие является вторым анодом. [c.29] На рис. 17 приведен чертеж малогабаритной электронной пущки для сварки. Электронная пущка может быть использована для сварки при напряжениях до 50 кв и токе до 3—5 а. Пушка состоит из металлической камеры 6, к которой с помощью накидных гаек крепятся изоляторы 4 и 5 из органического стекла. Внутри камеры 6 расположен держатель катода 3, имеющий фокусирующую головку 2. Под катодом расположен первый анод 1 с отверстием для электронного луча. [c.30] Вакуумная система. Осуществление сварки электронным лучом может быть обеспечено в том случае, если создан вакуум не ниже 5-10 мм рт. ст. При падении вакуума до 10 мм рт. ст. могут образоваться дуговые разряды, исключающие возможность сварки. [c.30] Вакуумное оборудование камеры состоит из форва-куумного насоса ВН-1, пароструйного насоса типа Н5С, двух вакуумных вентилей ДУ-85, вакуумного затвора ДУ-160, двух вентилей ДУ-25. Форвакуумный насос ВН-1 откачивает воздух из камер объемом не более 1 м . [c.30] Сопоставление данных о количестве примесей в единице объема при сварке в камере с контролируемой атмосферой и при сварке электронным лучом в вакууме показывает преимущества этого способа сварки. [c.30] При давлении 5-10 мм. рт. ст. в единице объема камеры содержится 13 - 10 °% воздуха. Если учесть, что в настоящее время нашей промышленностью выпускается аргон первого состава, содержащий 0,23% азота и 0,05% кислорода, и что можно получать аргон повышенного качества, содержащий 0,005% кислорода и 0,04—0,03% азота, то при этом чистота аргона первого состава будет 99,72%, а особой чистоты — 99,955%. Следовательно, аргон, выпускаемый промышленностью, содержит 28-10 2—45-10 % примесей. [c.30] Сварка электронным лучом в вакууме происходит при содержании 13-10 —13 10 % вредных газов в единице объема. [c.30] Таким образом, в единице объема аргона содержится в 3000—20000 раз больше примесей, чем воздуха в единице объема при сварке в вакууме. [c.30] Так как в данном случае сварка происходит без применения электродов, то загрязнение металла шва электродным металлом, имеющее место при сварке дугой в защитной атмосфере с использованием вольфрамового электрода, исключено. [c.31] В процессе сварки не происходит магнитного дутья, благодаря чему значительно уменьшается опасность образования кратеров, прожогов. [c.31] Широкие возможности регулирования концентрации источника тепла позволяют легко изменять ширину свариваемого шва. Сварка электронным лучом в вакууме, обеспечивающая максимальную чистоту окружающей атмосферы, является наиболее рациональным методом соединения активных металлов. [c.31] Вернуться к основной статье