電子ビーム溶接とは何ですか？-定義とプロセス

電子ビーム溶接とは何ですか？

電子ビーム溶接（EBW）は、高速電子のビームが結合される2つの材料に適用される融接プロセスです。電子の運動エネルギーが衝撃で熱に変換されると、ワークピースは溶けて一緒に流れます。 EBWは、電子ビームの散逸を防ぐために、真空条件下で実行されることがよくあります。

電子は電子銃を介して生成され、電界を使用して非常に高速に加速されます。この高速の電子流は、磁場を使用して集束され、接合される材料に正確に適用されます。

電子が材料に衝突すると、それらの運動エネルギーが熱に変換され、金属が溶けて一緒に流れます。電子ビーム溶接は、ガス分子の存在がビームを散乱させる可能性があるため、通常は真空中で行われます。

EB溶接には高電圧がかかり、真空が必要なため、プロセス全体がコンピューター制御され、高度に自動化されています。技術の正確な性質により、接合用の部品を固定するための特殊な固定具が必要になることが多く、溶接チャンバー内で固定具とワークピースを移動するためにCNCテーブルが一般的に使用されます。

電子ビーム溶接機は非常に高価であり、しっかりと保守する必要があり、高電圧および高真空技術に必要なサポートが要求される場合があります。ただし、電子ビーム溶接は非常に正確で、強力で、純粋であり、プロセス全体が正確に再現可能であり、多くのアプリケーションや材料にとって、電子ビーム溶接は最高の接合技術です。

一般的な電子ビーム溶接手順

電子ビーム溶接の仕事はそれぞれ異なりますが、EB Industriesでは、溶接品質と生産率の両方を維持できる基本的な手順があります。

• 組み立てる部品は徹底的に検査され、清掃されます。
• 溶接プロセス中に部品を所定の位置にしっかりと保持するための固定具が考案されています。高い生産率を維持するために、真空サイクルごとに溶接できる部品の数を最大化するように努めています。必要に応じて、備品は完全な機械工場でカスタムメイドされます。
• パーツはフィクスチャにロードされ、フィクスチャは電子ビーム溶接機のCNCテーブルに取り付けられます。 CNCテーブルは、溶接プロセス中に部品を電子ビームの下の所定の位置に正確に移動するようにプログラムされています。
• 真空チャンバーが固定され、空気が排気されて、顧客の仕様に必要な部分的または完全な真空を実現します。
• 必要に応じて、テスト溶接を実行して、適切なビームの位置合わせと焦点、ビームパワー、溶接の溶け込み、および溶接の全体的な品質を確認します。パラメータは必要に応じて調整され、すべての溶接作業中に継続的に監視されます。
• 生産溶接サイクルの場合、溶接オペレーターはCNCテーブルプログラミングと電子ビーム発射サイクルを開始します。次に、部品は電子ビーム溶接されます。
• 溶接サイクルの最後に、真空チャンバーがポンプダウンされ、部品と付属品が溶接機から取り外されます。
• 部品はフィクスチャから慎重に取り外され、完全な品質管理検査を受けます。

電子ビーム溶接の動作

電子ビーム（EB）溶接は、電子が電子銃によって生成され、電界を使用して高速に加速される融接プロセスです。この高速の電子流は、磁場を使用してしっかりと集束され、結合される材料に適用されます。電子のビームは、ワークピースに衝突するときに動的な熱を発生させ、ワークピースを溶かして結合させます。

電子ビーム溶接は、ガスの存在によりビームが散乱する可能性があるため、真空環境で実行されます。真空プロセスであり、高電圧が使用されるため、この溶接方法は高度に自動化され、コンピューター制御されています。その結果、特殊な固定具とCNCテーブルを使用して、溶接真空チャンバー内でワークピースを移動します。

電子ビーム溶接機技術の最近の開発により、電子ビーム溶接の局所的な方法が実現されました。これにより、電子ビームガンは、ワークピース全体を真空チャンバー内に配置するのではなく、接合する材料の側面にある真空ボックスに封入されます。

電子ビーム溶接では、電子は電子銃の陰極によって生成されます。カソードの後に​​、カップグリッドが提供されます。電子の発散を防ぎ、電子を制御します。カソードとアノードの間に高電圧が印加されているためです。正に帯電したアノードは、カップグリッドから電子を引き付けます。

アノードは電子を加速し、その速度は増加し、50000〜200000 km/sの範囲に達します。アノードからの高速電子ビームは、磁気レンズとデフレクターコイルを通過します。

磁気レンズは、電子ビームをワークピース上の目的の位置に集束させます。そして、デフレクターコイルはビームを必要な溶接領域に偏向させます。高速電子ビームがワークピースに当たると、激しい熱が発生し、2つのワークピースの金属が溶けて溶接部が満たされます。溶融した溶接部は固化し、強力な溶接継手を形成します。

電子ビーム溶接の適用

• 航空宇宙産業で、ジェットコンポーネント、構造物の部品、トランスミッション部品、センサーを製造するために使用されます。
• 発電業界で使用されています。
• 宇宙産業でチタン製の戦車やセンサーを製造するために使用されます。
• 自動車産業で、トランスミッションシステム、ギア、ターボチャージャーを製造するために使用されます。
• 電気および電子産業で銅構造の部品を製造するために使用されました。
• それが使用される他の分野は、原子力産業、医療、研究センターなどです。

電子ビーム溶接の利点

• 高い溶接速度。
• 異種金属の溶接が可能です。
• 高い溶接品質と精度。
• 運用コストが削減されます。
• 溶接温度の高い材料は簡単に溶接できます。
• 影響を受けないヒートゾーンによる歪みが少ない。
• 清掃の費用はごくわずかです。
• .025mmから100mmの範囲の厚いシートを溶接します。
• アクセスできないジョイントを溶接することができます。

電子ビーム溶接の欠点

• 機器のコストは非常に高くなります。
• 操作には熟練したオペレーターが必要です。
• 高真空が必要です。
• 真空での操作のため、大きなジョブを溶接することはできません。
• それを使用するには、高い安全対策が必要です。