+375 (17) 2417399

+375 (17) 2413699

Электронно-лучевая сварка: ГЛУБИНА ВОЗМОЖНОСТЕЙ

Речь пойдет об электронно-лучевой сварке (Electron Beam Welding или ЕВ Welding) - ЭЛС. Этот вид сварки стал одним из перспективных и быстро развивающихся способов соединения различных металлов с середины 60-х гг. прошлого века.

И хоть явление термического воздействия электронных пучков на твердые материалы было известно еще в 19 веке, толчком, послужившим поиску новых способов сварки, стало открытые таких металлов, как молибден, тантал, ниобий, вольфрам и цирконий - они составляют группу трудносвариваемых, то есть обладают высокой температурой плавления и химической активностью.

 

Принцип процесса ЭЛС

Кинетическая энергия электронов в сфокусированном электронном пучке на выходе преобразуется в тепловую энергию в зоне обработки.
Электронный луч получают в вакуумном приборе - электронной пушке, это камера, откуда откачивается воздух вплоть до давлений 1-10 Па. Этот луч бомбардирует свариваемый металл непрерывно или импульсами и нагревает его до высоких температур.ЭЛС

Температура нагрева свариваемого металла регулируется плотностью электрической энергии в луче. Для перемещения луча по шву служит магнитная отклоняющая система.

Длина луча изменяется фокусирующим устройством. При этом лучом можно манипулировать на расстоянии от изделия, что очень важно для сварки в труднодоступных местах.

Как работает электронно-лучевая установка

Несмотря на достаточно простое описание процесса, электронно-лучевая аппаратура для сварки относится к высокотехнологичному оборудованию, которое обеспечивает наукоёмкую ресурсосберегающую технологию.

Установка ЭЛС оснащается электронно-оптической системой, что обеспечивает высокую управляемость параметрами и положением электронного пучка, прецизионной оснасткой (одновременно до 5 координат) и автоматизированной системой управления, которые позволяют решать сложные и высокоточные задачи как единичного, так и серийного производства.

Автоматизация процесса включает:

  • Вакуумную систему
  • Контроль давления
  • Скорость подачи материала и извлечения слитка
  • Контроль напряжения и тока эмиссии в зависимости от процесса

Комплексы ЭЛС есть в Минске. Их обладатель – ОАО «НПО Центр» - оказывает услуги по изготовлению сварных заготовок, изделий и узлов с применением электронно-лучевых технологий.

При этом электронно-лучевые установки работают в полуавтоматическом режиме: несмотря на то, что автоматика процесса контролируется мощным компьютером, требуется наблюдение оператора и тонкая настройка вручную.

 

ЭЛС является незаменимым инструментом, когда:

- требуется соединение изделий из тугоплавких металлов

- требуется соединение низкоуглеродистых и коррозионностойких сталей, меди и медно-никелевых сплавов

- требуется соединение из термически упрочненных материалов (дуралюмины, титановые сплавы)

- необходимо получить высококачественный шов с глубоким проплавлением металла для крупных металлоконструкций

- необходимо обеспечить минимальные сварочные деформации

- необходимо избежать последующей термообработки

Электронно-лучевая сварка

Однако ничто не может лучше характеризовать технологию, чем то, какой продукт получают с её помощью.

ЭЛС: ПРИМЕНЕНИЕ

Несмотря на относительную молодость электронно-лучевой технологии, на сегодняшний день эти сварочные установки используются практически во всех промышленных отраслях, начиная с медицины и заканчивая ядерной энергетикой.

В мировой практике ЭЛС является основным методом получения высоконадежных неразъемных соединений. А надежность – это всегда синоним безопасности.

Так, в автомобилях всего мира есть компоненты, которые были изготовлены с использованием ЭЛС. Это детали ручных и автоматических коробок передач (синхронизатор, муфты), вал и рулевая колонка, преобразователи крутящего момента задних мостов, турбокомпрессоры. На некоторых крупных машиностроительных фирмах до 40% объема сварочного производства выполняется с помощью ЭЛС.

Сегодня все самолеты в небе имеют компоненты, которые были изготовлены с использованием электронно-лучевой сварки. Это корпуса реактивных двигателей и лопасти их вентиляторов.

Электронно-лучевая сваркаОборонная промышленность с успехом использует ЭЛС для изготовления двигателей и деталей трансмиссии тяжелых военных транспортных средств, которые действуют в экстремальных условиях.

Поддержание прочности и коррозионной стойкости сварных соединений, подвергающихся воздействию агрессивных сред, является обязательным требованием в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности. И эту непростую задачу решает ЭЛС при изготовлении резервуаров и сварке труб для нефти и газа.

В медицинской промышленности не обходится без электронно-лучевой сварки для изготовления ортопедических имплантатов, где необходимо закрепление протезного устройства к кости.

Изготовление мембранных агрегатов для производства электроэнергии – тоже ЭЛС. А еще пускорегулирующие устройства, различные сенсоры и датчики, теплообменные аппараты, тепловыделяющие элементы и др.

Электронно-лучевая сварка является одним из основных методов получения высоконадежных неразъемных соединений для изготовления деталей и узлов АЭС, среди которых корпуса и элементы защиты атомных реакторов, контейнеры для длительного хранения радиационных отходов, запорная аппаратура, трубчатые и фланцевые соединения в реакторах, тепловые аккумуляторы, сепараторы конденсированной воды и т.д.

Электронно-лучевая сварка

Развитыми областями освоенного промышленного применения ЭЛС в мире является приборное и релейное производство. Высококачественные металлические корпуса для электроники, где необходима защита электронных систем, работающих в сложных условиях, не обходится без электронно-лучевой сварки. Технология обеспечивает не только прочность металлической упаковки, но позволяет располагать сварные швы в непосредственной близости от чувствительных электронных комплектующих, не вызывая их тепловой или электрической неисправности.

В электровакуумном производстве ЭЛС используется для закрытия швов, создавая герметичную ёмкость, которая может быть либо вакуумизирована, либо заполнена инертным газом.

 

Остается добавить, что в «НПО Центр» накоплен существенный опыт разработки методов получения с использованием ЭЛС высокопрочных соединений для изготовления изделий широкого назначения.

В ряде случаев возможна реализация сопутствующих сварке технологий, таких как локальное упрочнение (закалка из жидкого или твердого состояния),отпуск сварного шва (в целях уменьшения остаточных сварных напряжений) или основного материала, очистка поверхности и др.

ОАО "НПО Центр" разрабатываются и внедряются технологии электронно-лучевой сварки ответственных деталей и узлов в интересах предприятий автомобиле- и тракторостроения Беларуси (МАЗ, БелАЗ, МТЗ, Амкодор, Гомсельмаш), а также деталей, применяемых в энергетическом машиностроении (лопатки турбин).

ЭЛС: ПРЕИМУЩЕСТВА

  • Высокое отношение глубины к ширине: высокая концентрация теплоты позволяет за один проход сваривать металлы толщиной от 0,1 до 200 мм.
  • Максимальное проникновение с минимальным искажением: высокая концентрация энергии в луче позволяет получать при больших скоростях узкие и глубокие сварные швы с высокими механическими свойствами металла шва и околошовной зоны
  • Высокая точность и воспроизводимость: возможность перемещения электронного пучка по поверхности свариваемой детали по любому сложному контуру
  • Практически 0% лома: малый нагрев металла околошовной зоны гарантирует отсутствие сварочных деформации и повышенную прочность сварного соединения
  • Исключительная прочность сварного шва, которая не уступает прочности основного материала (коэффициент прочности шва 0,9-1,0), что позволяет конструировать детали с большой экономией массы
  • Вакуум является высокой защитой расплавленного металла от газов воздуха: в процессе сварки сварной шов не загрязняется окислами металлов. В ряде случаев наоборот наблюдается дегазация металла шва и повышение его пластических свойств
  • При ЭЛС не применяются присадочные материалы и флюсы, что исключает изменение химического состава материала в зоне расплавления

К недостаткам электронно-лучевой сварки можно отнести возможность образования несплавлений и полостей в корне шва на металлах с большой теплопроводностью и швах с большим отношением глубины к ширине. А также то, что на создание вакуума в рабочей камере требуется время.

ЭЛС, электронно-лучевая сварка, электронно-лучевые установки, глубокое проплавление металла, минимальные сварочные деформации, отсутствие сварочных деформации, сварка электронным пучком, электронно-лучевой сварки, лучевой сварке, лучевая сварка, трудносвариваемые металлы, молибден, тантал, ниобий, вольфрам, цирконий, электронно-лучевой комплекс, сварочный аппарат

Количество просмотров: 514

Фотогалерея

Заполните все
необходимые поля

Спасибо за заявку! Мы свяжемся с Вами в ближайшее время