Co je to svařování elektronovým svazkem?

V následujícím článku je stručný obsah názorné prezentace svařování elektronovým svazkem. Tato prezentace je součástí Dnů vědy, které se pravidelně konají v Ústavu přístrojové techniky AV ČR, obyčejně začátkem listopadu. Probíhá v laboratoři elektronového svařování, kde je umístěna funkční elektronová svářečka, s jejíž pomocí je návštěvníkům populární formou vysvětleno, jak toto zařízení funguje a nač se používá. Součástí je i praktická ukázka.

Definice tavného svařování

• Svařování znamená spojování, např. ze dvou kovových součástí jednu.
• Součásti přiložíme, v místě styku ohřejeme až do roztavení a spojení součástí v tekuté fázi.
• K ohřevu používáme fokusovaný elektronový svazek.

Oblasti použití elektronového svařování v průmyslu

• S tímto způsobem svařování nesetkáme běžně jako např. se svařováním el. obloukem, plamenem atd.
• Hlavní použití je v jaderném, kosmickém, automobilovém a leteckém průmyslu.

Příklady použití elektronového svařování v ÚPT

• Pro vakuovou a kryogenní techniku.
• Svařování vakuových potrubí, kolen, ventilů, komor z nerez oceli.
• Svařování membránového vlnovce, tl. nerezových membrán 0,05 mm tj. příklad „jemné“ práce.
• Spojování materiálů s rozdílnými fyzikálními vlastnostmi, např. svar hliník-titan, použití v kryogenní technice.

Příklady svarů součástek, které byly provedeny v ÚPT, můžete vidět v [[image/tid/2 obrazové galerii]].

Klíčové vlastnosti svařování elektronovým svazkem

• Elektrony pronikají do hloubky materiálu značnou rychlostí.
• Na jeden průchod svazku je možné provařit úctyhodné tloušťky materiálu: hliník až 30 cm, nerez až 10 cm (my máme 1 cm smile ).
• Vysoká produktivita práce.
• Svar je pohledový, malá tepelně ovlivněná zóna a malé deformace po svaření.
• Materiály nebo kombinace jinou metodou nesvařitelné

Domácí využití elektronového svazku

• Nejběžněji v TV obrazovce (CRT ne LCD).
• Ve skleněné obrazovce je vakuum.
• V obrazovce je zdroj elektronů – žhavená katoda.
• Po emisi elektronů z katody jsou tyto urychleny elektrostatickým polem → vysoké napětí.
• V obrazovce jsou potřebné optické prvky pro ovládání svazku: čočka, korekční prvky, vychylovací systém.

Uspořádání elektronové svářečky

• Svářečka není skleněná.
• Urychlovací napětí je vyšší – my máme 60.000 Voltů.
• Jinak je to skoro to co TV.
• Nebo je to také „výkonný technologický“ rastrovací elektronový mikroskop (s horším rozlišením) – my máme až 2 kW ve svazku.

Typy elektronových svářeček

• Mrňavé, jako je ta naše. Dokážeme ale navařit koncovky na 5 metrů dlouhé trubky.
• Obří. Kdo včas neuteče, bude vyčerpán.

Gravírování

• Praktická ukázka nebude svařování, ale gravírování, tzn. přenesení grafiky (textu, obrázku) pomocí elektronového svazku na kovový povrch.
• Zfokusovaným elektronovým svazem rastrujeme po obdélníkové oblasti, kde se pohybuje svazek menší rychlostí, materiál je přetaven, a vzniká tak kontrast.
• „Vypálíme“ Vám svazkem Vaše skupinové foto.