Светолучевая сварка

Электронно-лучевая сварка

Сущность процесса: свариваемые детали, подогнанные по стыку без зазора (менее 0,3 мм), помещают в вакуумную камеру и подают на стык электронный луч - пучок электронов, движущихся с большой скоростью. При соударении с изделием электроны тормозятся, их кинетическая энергия переходит в тепловую и расплавляет металл. Перемещая электронный луч вдоль стыка, получают сваркой шов.

Электронный луч фокусируется в пятно диаметром 0,1 - 0,5 мм и менее. Мощность нагрева равна произведению тока луча на ускоряющее напряжение, которое составляет от 10 до 150 кВ (ток - миллиамперы), а мощность достигает 1,5 - 100 кВт и более. Рабочий вакуум в ЭПУ составляет 10^–2 – 10^-3 Па (10^-4 - 10^{-5 мм рт. ст.). Перемещение луча по стыку достигается либо перемещением детали при неподвижном луче, либо его отклонением электрическим или магнитным полем. Последнее очень удобно для автоматизации процесса.}

Процесс ЭПС имеет характерные особенности, дающие ему два преимущества: 1) сварка протекает в вакууме; 2) интенсивность нагрева очень велика.

Первое превосходство заключается в том, что сварка в вакууме исключает окисление и позволяет осуществлять качественное соединение химически активных металлов (например, титановых сплавов).

Сущность второго преимущества в том, что интенсивный точечный нагрев приводит к очень быстрому плавлению и затвердеванию. В результате шов получается мелкозернистым с высокими механическими свойствами.

Отсутствие деформация при электронно-лучевой сварке способствует широкому применению ее в машиностроении. Основные препятствия широкому распространению ЭЛС - это сложность и дороговизна установок и необходимость защиты персонала от мощного потока рентгеновского излучения, возникающего при работе установки.

К лучевым видам сварки относится лазерная - способ соединения плавлением, при котором металл нагревается излучением лазера. Механизм процессов при лазерной сварке во многом схож с электронно-лучевой, но для выполнения первой не обязательно вакуумировать зону шва и не требуется защита от рентгеновского излучения. Но мощность лазерных установок ограничена несколькими килловатами, поэтому можно сваривать металлы толщиной до 1 мм.

Холодная сварка - это соединение под давлением при комнатной температуре. Наиболее распространены точечная и стыковая холодная сварка. Точечной сваркой соединяют внахлест листы толщиной 0,2 - 15 мм, сжимая их крупными или прямоугольными пуансонами. Сварную точку получают, вдавливая пуансон на глубину 0,7 - 0,9 толщины. Таким образом сваривают только пластичные материалы: алюминий, медь, никель, техническое чистое железо, свинец и некоторые другие. Давление для сварки меди 2000, а для отожженного алюминия 300 - 600 МПа.

Стыковую холодную сварку производят непосредственным сдавливанием между собой свариваемых изделий, закрепленных в зажимах. Данным способом можно сваривать медь, алюминий, никель, свинец, а также алюминий с медью, сталью, никелем, свинец с железом и др. Алюминиевые и медные провода сечением 2,5 – 4,0 мм² можно сваривать ручными клещами, а сечение до 1500 мм² сваривают на специальных стационарных машинах.

Возможности холодной сварки существенно расширяются, когда производится одновременное смещение свариваемых деталей вдоль соединенных поверхностей - так называемая сварка сдвигом. Промышленное применение нашла клинопрессовая сварка и ее модификации.

Дата добавления: 2014-01-11