Tehnica de sudare electrică
Un fascicul de electroni (fascicul) este numit focalizarea puternică a electronilor accelerați. Fluxul de electroni emis de catod este accelerat în vid printr-o diferență de potențial între catod și anod și apoi este focalizat într-un punct de dimensiuni mici (diametru de la câteva sute la mai multe milimetri).
Când electronii accelerați se decelează în apropierea suprafeței corpului metalic, energia lor cinetică este transformată în energie termică. Cu cât este mai mare densitatea de putere în punctul unde fasciculul decelerează, cu atât este mai mare încălzirea locală realizată. În funcție de concentrația de putere, fasciculul de electroni este inferior doar fasciculului generatorului cuantic optic (Tabelul 2-2).
Descoperirea emisiilor termice, utilizarea câmpurilor magnetice și electrostatice simetrice axiale pentru a focaliza fasciculele electronice, dezvoltarea tehnologiei de vid reprezintă principalele repere în dezvoltarea sudurii cu fascicule cu electroni. Aplicarea industrială a sudării cu fascicul de electroni a început la sfârșitul anilor 50 ai acestui secol.
În funcție de tensiunea de accelerare și de proprietățile metalului, electronii pot pătrunde în substanțe la o adâncime de câteva zeci de micrometri. Electronul se confruntă cu mai multe coliziuni și pierde energie, iar viteza și direcția mișcării sale se schimbă. Unghiul abaterii probabile a unui electron după coliziune crește odată cu scăderea vitezei electronului, ca urmare, în ultima parte a căii electronul își consumă cea mai mare parte a energiei sale. Astfel, încălzirea electronică are loc în substanța însăși, spre deosebire de cea convențională, pe scară largă
utilizat în surse de sudare de fier, încălzind suprafața metalului. Cea mai intensă eliberare de căldură este observată la calea liberă a electronului.
Baia de sudare suferă o acțiune reactivă a metalului evaporat, a radiației termice și a razelor X, efectul fluxului de electroni, precum și presiunea de recul a electronilor secundari și termici. Rezistența la presiune a metalului evaporat reprezintă partea principală a influenței forței globale asupra băii, valoarea acestuia putând ajunge la mai multe grame.
Un fascicul de electroni cu proprietățile necesare este format în arma electronică. Pentru a focaliza fața fasciculului de electroni în putere substanțială secțiune mai mică poate reduce la minimum influența erorilor de optica de electroni, repulsie reciproca a electronilor din fascicul, electroni viteză termică a electronilor să se disipeze molecule reziduale și eliberat în timpul sudării gaze și vapori. Ei încearcă să mențină o putere specifică a fasciculului la o distanță mare de pistol.
În fiecare pistol cu fascicul de electroni, aceste condiții pentru formarea fasciculelor electronice de sudură sunt furnizate în grade diferite, în funcție de cerințele impuse. În primele tunuri pentru sudarea cu fascicul de electroni, fasciculul de electroni a fost format numai cu ajutorul unui electrod catodic, fără utilizarea unor sisteme suplimentare de focalizare (Figurile 2-12, a). Anodul armei a fost produsul în sine. Un astfel de sistem de focalizare electrostatică unică-cascadă nu poate asigura formarea unui fascicul de electroni intens cu o densitate mare de energie. Prin urmare, cu ajutorul acestuia, este posibilă combinarea metalelor cu o grosime relativ mică (1-2 mm). Apropierea de lumina reflectoarelor din zona de sudare mărește pericolul de defecțiuni electrice. Caracteristicile tehnologice și electronice optice ale unei arme cu o focalizare electrostatică cu o singură etapă cresc cu introducerea unui electrod de accelerare în proiectare, care are potențialul produsului (figurile 2-12, b). În același timp, posibilitatea de defecțiuni și descărcări electrice scade și poate fi utilizată chiar și o tensiune de accelerație nedirecțională pentru alimentarea pistolului.
Cel mai frecvent utilizat pentru formarea fasciculelor electronice de sudură este combinarea focalizării electrostatice și electromagnetice. Tunurile fascicul combinat cu focalizare iluminatorului constând dintr-un catod, electrodul catod și anod de accelerare-electrod, formează un fascicul de electroni convergent. grindă minimă secțiune proiectată (de obicei, o scădere) în produsul care urmează să fie sudate prin sistemul de focalizare electromagnetic (Fig. 2-12, c).
Pistoalele de sudură pot fi împărțite după mărimea tensiunii de accelerare în trei clase principale: 1 - tensiune joasă
2 - cu accelerator intermediar
și 3 - de înaltă tensiune (UycK
= 80- 200 kV). Puterea grinzilor se situează între 0,3-100 kW. Grinzile de electroni emise de catozi termice se formează într-un vid înalt (10
5 mm de mercur. v.). În pistoalele cu descărcare în gaz și pistoalele cu catod rece, vidul este de 10 "x 10 mm Hg.
Principalele cerințe pentru fasciculul de electroni sunt o densitate de energie destul de mare în punctul de încălzire wn și un unghi mic de convergență a fascicolului aX pe produs. Aceste cerințe sunt satisfăcute într-o măsură mai mare la o energie de electroni ridicată:
unde In este curentul fasciculului.
În același timp, protecția personalului de întreținere împotriva razelor X generate de frânarea electronilor pe produs este complicată de creșterea energiei electronilor. Arma însăși și sursa de alimentare devin mai dificile.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: