при электронно-лучевой и дуговой сварках

III. Высокая концентрация энергии в луче позволяет получать швы не только с минимальной зоной расплавленного металла, но и соединения, в которых металл околошовной зоны не претерпевает значительных изменений вследствие ввода минимального количества теплоты и значительных скоростей охлаждения. Отсутствие значительной по протяженности зоны термического влияния (ЗТВ) исключает недостатки, вызванные изменением физико-механических свойств металла в околошовной зоне.

IV. Глубокое проплавление металла при малой погонной энергии при электронно-лучевой сварке обуславливает большую скорость отвода теплоты от зоны сварки, что увеличивает скорость кристаллизации малой по объему сварочной ванны с получением мелкокристаллического строения металла шва.

V. Кроме того, ввод меньшего количества тепла при ЭЛС дает возможность уменьшить деформации изделий по сравнению с дуговыми способами сварки.

Основные типы соединений при ЭЛС

Для ЭЛС в вакууме применяются типы соединений, характерные вообще для сварки плавлением и принципиально новые, характерные только для данного способа.

1. Общее требование ко всем типам соединений - исключительно точная сборка деталей перед сваркой. Допустимые зазоры в сварных стыках составляют 0,1 толщины металла, но не более 0,2 мм.

2. При ЭЛС необходимо тщательно очищать свариваемые кромки от различных загрязнений, в особенности от органических веществ, при контакте жидкого металла сварочной ванны с которыми происходят микровзрывы в вакууме. При этом часть металла сварочной ванны удаляется, и появляются дефекты в сварочном шве.

Рис. 8. Типы соединений, применяемых при ЭЛС

1. Электронно-лучевая сварка широко применяется для сварки низколегированных сталей больших толщин типа 16РНМА; 22К; 34ХМ1А и других, широко применяемых в энергомашиностроении. Сварное соединение обладает высоким качеством, при правильно подобранном режиме сварки в швах отсутствуют поры, макро- и микротрещины. По химическому составу металл шва почти не отличается от основного металла, наблюдается лишь незначительное уменьшение марганца. Металл шва обладает прочностными характеристиками, не уступающими основному металлу. Электронно-лучевая сварка позволяет получать высококачественные соединения пароперегревательных труб в ТЭЦ из сталей 12Х18Н12Т и 12Х1НФ.

2. Электронно-лучевая сварка находит применение также в электронике и приборостроении при сварке малогабаритных изделий.

Промышленность СССР выпускает установки для ЭЛС широкого назначения.

Наибольшее распространение получили в промышленности универсальные ЭЛС установки с многопозиционными сменными механизмами и сравнительно небольшими вакуумными камерами размером l=2 м, Æ 1 м.

Мощность электроннолучевых пушек до 10¸15 кВт.

Электроннолучевая пушка и источник питания позволяют формировать пучок мощностью свыше 10 кВт при ускоряющем напряжении 25 кВ и силе тока 500 мА.

Наиболее часто используются в промышленности ЭЛС установки следующих типов: ЭЛУ-4, 5, 6, 9, 10.

Таблица 3.

В настоящее время ЭЛС широко используется также в атомной промышленности, в самолето- и ракетостроении при сварке шпангоутов корпусов изделий.

Разрабатываются установки, лишенные основного недостатка ЭЛС - низкой производительности, которая препятствует применению ЭЛС в массовом производстве. Разрабатывается опытная аппаратура с шагающими (перемещающимися) вакуумными камерами. При сварке крупногабаритных изделий используются накидные вакуумные камеры, применяются мощные вакуумные системы для повышения производительности установок (так как в среднем 2-3% времени идет на сварку, остальное - на загрузку и выгрузку деталей, подготовку и вакуумирование камеры к сварке).

Технологическое оборудование

для электронно-лучевой обработки

Основными областями промышленного применения электронно-лучевого оборудования применительно к обработке и сварке являются:

1. Получение отверстий, резка металлов, диэлектриков.

2. Получение монтажных соединений в микроэлектронике, соединение узлов электронных приборов, герметизации изделий в микроэлектронике.

3. Сварка тугоплавких и химически активных металлов толщиной от десятых долей миллиметра до 10 и более мм.

4. Соединение крупногабаритных изделий ответственного назначения из материалов, хорошо сваривающихся известными способами сварки плавлением, когда допускается только глубокое и узкое проплавление с минимальной ЗТВ.

5. При сварке в труднодоступных местах.

6. Соединение изделий больших толщин d>100 мм.

7. Сварка изделий из разнородных металлов, в том числе тугоплавких и обычных.