EBW


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EBW - versión corta

Significado 1:

Soldadura por haz de electrones

Significado 2:

Módulo electrónico de frenada.

Significado 3:

Gerente de Ingeniería de Negocios


EBW - versión larga

Significado 1:

Soldadura por haz de electrones (EBW) es un proceso de soldadura por fusión en la que se aplica un haz de electrones de alta velocidad para los materiales a unir. Las piezas fusión como la energía cinética de los electrones se transforma en calor en el impacto, y el metal de aporte, si se utiliza, también se funde para formar parte de la soldadura. La soldadura se hace a menudo en condiciones de vacío para evitar la dispersión del haz de electrones. El proceso fue desarrollado por el físico alemán Karl-Heinz Steigerwald, que estaba en el tiempo de trabajo en diversas aplicaciones de haz de electrones, percibido y desarrollado el primer haz de electrones práctica máquina de soldar que empezó a funcionar en 1958.

Funcionamiento

Cuando los electrones huelga de la pieza de trabajo, su energía se convierte en calor, inmediatamente vaporizando el metal a temperaturas cerca de 25.000 ° C. El calor penetra profundamente, por lo que es posible soldar piezas de trabajo mucho más gruesa que es posible con la mayoría de los procesos de soldadura. Sin embargo, debido a que el haz de electrones es muy focalizada, la entrada total de calor es mucho menor que la de cualquier proceso de soldadura por arco. Como resultado, el efecto de la soldadura en el material circundante es mínima, y ​​la zona afectada por el calor es pequeña. La distorsión es pequeña, y la pieza se enfría rápidamente, y si bien normalmente una ventaja, esto puede conducir a la rotura en el acero de alto carbono. Casi todos los metales se puede soldar por el proceso, pero el más comúnmente soldados son los aceros inoxidables, superaleaciones y metales reactivos y refractarios. El proceso también es ampliamente utilizado para realizar las soldaduras de una variedad de combinaciones de metales diferentes. Sin embargo, el intento de soldadura de acero al carbono en el vacío hace que el metal de emisión de gases, ya que se derrite, por lo que desoxidantes debe ser utilizado para evitar la porosidad de soldadura. Soldadura por haz de electrones es un proceso muy similar a la soldadura por haz láser, con la excepción de que los electrones se concentran en lugar de fotones en el caso de los láseres. La ventaja de utilizar un haz de electrones es que el rayo no tiene una tendencia a la divergencia de los rayos láser hacer cuando entran en contacto con la pieza de trabajo. Algunos de los usos de la EB de soldadura incluyen la fabricación de la industria aeroespacial y piezas de automóviles, así como partes de semiconductores e incluso joyas.

La cantidad de entrada de calor, y por lo tanto la penetración, depende de varias variables, sobre todo el número y la velocidad de los electrones impactan la pieza, el diámetro del haz de electrones, y la velocidad de desplazamiento. Haz más actual provoca un aumento en la entrada de calor y la penetración, mientras que una mayor velocidad de viaje se reduce la cantidad de entrada de calor y reduce la penetración. El diámetro del haz se puede variar moviendo el punto central con respecto a la pieza de trabajo, enfocar el rayo por debajo de la superficie aumenta la penetración, al colocar el punto focal de la superficie aumenta el ancho de la soldadura.

Los tres métodos principales de cada EBW se aplica en entornos de soldadura. El método desarrollado por primera vez requiere que la cámara de soldadura estar en un vacío difícil. Material del grosor de 15 cm (6 pulgadas) puede ser soldado, y la distancia entre la pistola de soldar y la pieza (la distancia stand-off) puede ser tan grande como 0,7 m (30 pulgadas). Mientras que el más eficiente de los tres modos, las desventajas consisten en la cantidad de tiempo necesario para evacuar la cámara y el costo de toda la máquina. Como haz de electrones de armas de tecnología avanzada, fue posible llevar a cabo EBW en un vacío suave, bajo la presión de 0,1 torr. Esto permite que las cámaras de soldadura mayor y reduce el tiempo y el equipo necesarios para lograr evacuar la cámara, pero se reduce el máximo enfrentamiento distancia a la mitad y reduce el espesor del material máximo de 5 cm (2 pulgadas). El modo de EBW tercera se llama nonvacuum o fuera de vacío EBW, ya que se realiza a presión atmosférica. La distancia de enfrentamiento debe ser menor a 4 cm (1,5 pulgadas), y el espesor del material máximo es de unos 5 cm (2 pulgadas). Sin embargo, se permite para piezas de cualquier tamaño a soldar, ya que el tamaño de la cámara de soldadura ya no es un factor. Un esquema puede ser útil.

Equipo

El cañón de haz electrónico utilizado en EBW tanto produce los electrones y los acelera, con un emisor de cátodo caliente de tungsteno que emite electrones cuando se calienta. (Steigerwald también experimentó con filamentos de tántalo, debido a la función de trabajo más baja). Los electrones son acelerados a un ánodo hueco dentro de la columna de armas por medio de un diferencial de alto voltaje. Pasan a través del ánodo a alta velocidad (aproximadamente 1 / 2 de la velocidad de la luz) y luego se dirigió a la pieza de trabajo con las fuerzas magnéticas resultantes de enfoque y las bobinas de deflexión. Todos estos componentes están alojados en una columna de pistola de haz de electrones, en la que un alto vacío (aproximadamente 0,00001 torr) se mantiene.

La fuente de alimentación EBW saca una corriente de baja (por lo general menos de 1 A), pero proporciona una tensión de hasta 60 kV en equipos de bajo voltaje, o 200 kV en máquinas de alta tensión. Máquinas de alta tensión de suministro de una corriente tan bajo como 40 mA, y puede proporcionar una soldadura de la profundidad y la anchura de la relación de 25:1, mientras que la relación con un equipo de bajo voltaje es de alrededor de 12:1. La potencia del haz de una fuente de alimentación es un indicador de su capacidad para hacer el trabajo, y determina la densidad de potencia (por lo general 40-4000 kW / cm ² o 100-10.000 kW / in ²).

Para los métodos duros y blandos de vacío EBW de vacío, la cámara de soldadura utilizada debe ser hermético y lo suficientemente fuerte como para evitar que puedan quedar atrapados por la presión atmosférica. Se debe tener aberturas para que las piezas pueden ser insertados y removidos, y su tamaño debe ser suficiente para mantener las piezas, pero no significativamente mayor, como cámaras más grandes requieren más tiempo para evacuar. La cámara también deben estar equipados con bombas capaces de evacuar a la presión deseada. Por un vacío difícil, una bomba de difusión es necesaria, mientras que los vacíos blandos a menudo se puede obtener por menos costosos equipos.

Los haces de electrones también se pueden enviar desde su columna de vacío a través de la membrana plasmática o en la ventana a una corta distancia en el aire y éste se utiliza para la soldadura de producción, para la soldadura por ejemplo, la fortaleza de los dientes de sierra para metales hojas en un dorso de acero más duro. La ventana de plasma es un avance relativamente reciente que ha convertido a este tipo de EBW en una herramienta mucho más práctico. Anteriormente, las membranas de contención de vacío eran caros y se degrada rápidamente por el flujo constante de electrones de alta energía.


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