В наш высокотехнологичный век все большее распространение получают тугоплавкие, жаропрочные, антикоррозийные и радиационностойкие материалы, для сваривания которых требуются особые методики. Такие как электронно-лучевая сварка, при которой температура активной рабочей зоны достигает в тысячу раз большего показателя, чем при традиционных способах. Сверхвысокие температуры при этом виде сварочных работ достигаются благодаря фотонам или электронам, движущимся в вакуумной камере со скоростью около 165 000 км/сек. При бомбардировке металла на такой невероятной скорости кинетическая энергия элементарных частиц преобразовывается в теплоту, которая и плавит металл.
Электронно-лучевая сварка осуществляется в специальной камере, из которой предварительно откачан воздух. Безвоздушное пространство создается для того, чтобы электроны не расходовали свою энергию на ионизацию газовой смеси и для получения идеальных швов металла без посторонних вкраплений. Электронно-лучевая установка, как называется эта вакуумная камера, оснащена специальной магнитной линзой, предназначенной для формирования направленного потока электронов, и эффективного управления им. Также для подачи свариваемых деталей в ней наличествует загрузочный люк.
Электронно-лучевая сварка производится переменным током низкого напряжения. Он протекает через специальный фокусирующий элемент (линзу), где расположены катод с анодом, и, таким образом, создается электронный поток с заданными характеристиками. В маломощных установках в качестве катода используется спираль из вольфрама или тантала. А если технологический процесс и индивидуальные свойства свариваемых материалов требуют большей мощности, тогда уже применяются катоды, изготовленные из металлокерамики или гексаборида лантана, обладающих повышенной способностью к излучению свободных электронов.
В зависимости от конструкционных особенностей установки, электронно-лучевая сварка может производиться путем перемещения свариваемого материала перпендикулярно неподвижному лучу или наоборот луч может перемещаться относительно зафиксированной детали. Также конструкция некоторых установок предусматривает наличие специальных отклоняющих устройств, что дает более широкие возможности для получения фигурных швов.
Данный вид сварки широко применяется при сваривании высокопрочных легированных сталей и сплавов на титановой основе, а также таких металлов, как молибден, тантал, ниобий, вольфрам, цирконий, бериллий. При точной обработке и сварке различных микродеталей. Она используется в таких отраслях, как ракетостроение, ядерная энергетика, точное приборостроение, микроэлектроника и многих других.
Наряду с электронно-лучевой технологией широко распространена и лазерная сварка. Оборудование для этого типа сварки – оптический лазерный генератор, который является ультрасовременным источником когерентного излучения. Принципиальное отличие лазерной сварки от электронно-лучевого метода заключается в том, что для нее не требуются вакуумные камеры. Процесс сваривания при помощи лазерной технологии производится в воздушной среде или в условиях насыщения камеры специальными защитными газами – углекислотой, аргоном и гелием.
