Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Материаловедение

Плазменная, лазерная, электронно-лучевая сварки

При плазменной сварке используют так называемые плазмотроны, носителем тепловой энергии в которых являются потоки ионов, а также электрически нейтральных молекул и атомов. Эти элементы образуются при пропускании аргона, азота, аммиака, воздуха и других газов и их смесей, а также паров воды через дуговой разряд в дуговых плазменных горелках (плазмотронах). Плазменная струя имеет температуру 5000—30 000 °С.

Для плазменной обработки используют плазматроны с независимой дугой (косвенного действия) (рис. 6.26, а) и плазматроны с зависимой дугой (прямого действия) (рис. 6.26, б). В первом случае дуга образуется между электродом 1 и водоохлаждаемым соплом 2 из меди или ее сплавов. Струя ионизирующего газа сжимает столб дуги, придает ей вытянутую форму. Ионизированный столб обеспечивает устойчивость электрического разряда, стабилизирует дугу. В этом случае плазменная струя вытекает из сопла плазматрона, образуя острый факел, и является независимым источником теплоты, поэтому этим способом можно обрабатывать не только металлы, но также полупроводники и диэлектрики. Электроды для работы в среде нейтральных газов изготовляют из вольфрама, легированного оксидами лантана и иттрия, а для работы в окисленных средах — из материалов на основе циркония и гафния.

а б

Рис. 6.26. Схемы плазмотронов: а — косвенного действия; б — прямого действия; 1 — электрод; 2 — сопло; 3 — заготовка

Во втором случае обрабатывают только электропроводящие материалы. Плазменная струя совпадает с токопроводящим столбом дуги, которая возбуждается между электродом 1 и обрабатываемой заготовкой 3, тепловая мощность плазменной струи при этом выше.

Сварку лазером можно производить в любой среде, проводящей свет: на воздухе, в других газах, в разреженной среде. Источником теплоты для сварки является концентрированный монохроматический световой луч, называемый лазером. По возможности концентрации тепловой энергии лазерная сварка превосходит все другие способы сварки.

Сварку лазером применяют для малогабаритных изделий в приборостроении (например, при производстве микросхем в радиоэлектронной промышленности). Лазером можно прошивать отверстия очень малого диаметра в любых материалах, в том числе в алмазах, рубинах, твердых сплавах.

Электронно-лучевую сварку выполняют в разреженной среде (вакууме) фокусированным электронным лучом, который формируется в приборе, называемом электронной пушкой. Электронный пучок 2 (рис. 6.27) образуется вследствие эмиссии электронов с термокатода /, выполненным из вольфрама, или тантала, или гексаборида лантана, нагреваемого до температуры 1600—2000 °С. Пучок формируется, фокусируется и направляется на заготовку 6 ускоряющим электродом (анодом) 3 и магнитными линзами 4 и 5. Питание пушки производится от высоковольтного (10—50 кВ) источника постоянного тока. При этом свободные электроны под действием электрического поля в глубоком вакууме развивают огромную скорость (до 100 000 км/с) и, сфокусированные на заготовку в пятно диаметром от нескольких микрометров до нескольких миллиметров, бомбардируют ее, в результате чего кинетическая энергия переходит в тепловую.

Полученный шов 7 характеризуется узкой и глубокой зоной проплавления, имеющей характерную кинжальную форму. Область термического влияния невелика, разрежение и отсутствие флюсов исключают загрязнение металла. Кроме того, мощность потока электронов легко регулируется, что позволяет нагревать заготовку перед сваркой и производить после сварки термическую обработку. Все это определяет высокое качество сварных соединений.

Схема электронно-лучевой сварки

Рис. 6.27. Схема электронно-лучевой сварки: 1 — термокатод; 2 — электронный пучок; 3 — анод; 4, 5 — магнитные линзы; 6 — заготовка; 7 — шов

Этим способом сваривают все металлы и сплавы. Толщина свариваемых заготовок может быть от нескольких десятых до сотен миллиметров.

Электронно-лучевую сварку применяют как для малогабаритных изделий в электронике, так и для различных изделий машиностроения.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы