In unserem Hightech-Zeit alter werden immer häufiger feuerfeste, hitzebeständige, korrosionsbeständige und strahlungsbeständige Werkstoffe eingesetzt, für die spezielle Techniken zum Schweißen erforderlich sind. Wie zum Beispiel das Elektronenstrahlschweißen, bei dem die Temperatur der aktiven Arbeitszone tausendmal höher ist als bei herkömmlichen Verfahren. Ultrahohe Temperaturen bei dieser Art des Schweißens werden durch Photonen oder Elektronen erreicht, die sich in einer Vakuumkammer mit einer Geschwindigkeit von etwa 165.000 km / s bewegen. Beim Beschuss von Metall mit solch unglaublicher Geschwindigkeit wird die kinetische Energie der Elementarteilchen in Wärme umgewandelt, die das Metall zum Schmelzen bringt.
Das Elektronenstrahlschweißen wird in einer speziellen Kammer durchgeführt, aus der zuvor Luft abgepumpt wird. Damit die Elektronen ihre Energie nicht für die Ionisierung des Gasgemisches verschwenden und um ideale Metallnähte ohne Fremdeinschlüsse zu erh alten, entsteht ein luftleerer Raum. Der Kathodenstrahlaufbau, wie diese Vakuumkammer genannt wird, ist mit einer speziellen magnetischen Linse ausgestattet, die einen gerichteten Elektronenfluss bilden und effektiv steuern kann. Es hat auch eine Ladeluke zum Zuführen von zu schweißenden Teilen.
Elektronenstrahlschweißen wird mit Niedervolt-Wechselstrom durchgeführt. Es fließt durch ein spezielles Fokussierelement (Linse), in dem sich Kathode und Anode befinden, und erzeugt so einen Elektronenfluss mit bestimmten Eigenschaften. In Kleinleistungsanlagen wird als Kathode eine Wolfram- oder Tantalspule verwendet. Und wenn der technologische Prozess und die individuellen Eigenschaften der zu schweißenden Materialien mehr Leistung erfordern, werden bereits Kathoden aus Cermet oder Lanthanhexaborid eingesetzt, die eine erhöhte Fähigkeit zur Abgabe freier Elektronen aufweisen.
Abhängig von den Konstruktionsmerkmalen der Anlage kann das Elektronenstrahlschweißen durchgeführt werden, indem das zu schweißende Material senkrecht zum feststehenden Balken bewegt wird, oder umgekehrt, der Balken kann sich relativ zum feststehenden Teil bewegen. Außerdem sieht das Design einiger Installationen das Vorhandensein spezieller Ablenkvorrichtungen vor, wodurch mehr Möglichkeiten zum Erh alt von Figurnähten geschaffen werden.
Diese Art des Schweißens wird häufig beim Schweißen von hochfesten legierten Stählen und Legierungen auf Titanbasis sowie von Metallen wie Molybdän, Tantal, Niob,Wolfram, Zirkonium, Beryllium. Für die Präzisionsbearbeitung und das Schweißen verschiedener Mikroteile. Es wird in Branchen wie Raketenwissenschaft, Kernkraft, Präzisionsinstrumentierung, Mikroelektronik und vielen anderen eingesetzt.
Neben der Elektronenstrahltechnik ist auch das Laserschweißen weit verbreitet. Die Ausrüstung für diese Art des Schweißens ist ein optischer Lasergenerator, der eine hochmoderne Quelle kohärenter Strahlung ist. Der grundlegende Unterschied zwischen dem Laserschweißen und dem Elektronenstrahlverfahren besteht darin, dass keine Vakuumkammern erforderlich sind. Der Schweißprozess mit Lasertechnologie wird in einer Luftumgebung oder unter Sättigungsbedingungen der Kammer mit speziellen Schutzgasen - Kohlendioxid, Argon und Helium - durchgeführt.