Svařování elektronovým svazkem
Základní informace o technologii
Svařování elektronovým svazkem je jedním z tavných způsobů svařování, který využívá pro ohřev spojovaných materiálů fokusovaný svazek elektronů s vysokou energií. Při dopadu se kinetická energie elektronů přemění v teplo, které je využito k ohřevu svařovaných součástí. Svařování probíhá zpravidla bez přídavného materiálu. Díky tzv. hloubkovému efektu lze, v závislosti na parametrech svářečky, svařovat značné tloušťky materiálu na jeden průchod – přes 10 cm v nerez oceli.
Zdrojem elektronů je tzv. elektronová tryska. Zde jsou elektrony získávány z termoemisní katody, urychleny elektrickým napětím 30 až 200 kV a do místa svaru zaostřeny pomocí elektronové optiky. Celý proces svařování probíhá ve vakuu (10−2 až 10−3 Pa), protože elektronový svazek je rozptylován molekulami vzduchu. Velikost svařence je omezena velikostí vakuové pracovní komory, vznikají ztrátové časy nutné pro její vyčerpání a nelze svařovat kovy s vysokou tenzí par, jako např. Zn, Cd, a Mg. Na druhé straně funguje vakuum jako „ochranná atmosféra“ a umožňuje svařovat i reaktivní kovy, jako např. Ti. V praxi se prosazují i uspořádání, kdy svařování probíhá v nízkém vakuu nebo na vzduchu. Podrobnější informace o technologii lze čerpat např. z monografií.
Přes svoji vysokou finanční náročnost si elektronové svařování díky svým charakteristickým a unikátním vlastnostem vydobylo pevné postavení v mnoha významných průmyslových odvětvích, jako např. v automobilovém, jaderném, kosmickém a leteckém průmyslu. K jeho hlavním výhodám patří:
- vysoký poměr hloubka/šířka svaru (podle parametrů až 25/1) s charakteristickým nožovým průřezem viz obrázky níže
- hluboké průvary na jeden průchod (díky hloubkovému efektu)
- svařování kovových materiálů bez ohledu na jejich tavicí teplotu
- minimální tepelně ovlivněná oblast
- minimální deformace
- velká produktivita svařování
- čistota svaru, vakuové přetavení kovů
Zásady pro konstrukci svarového spoje
Svařování probíhá bez přídavného materiálu. Aby došlo ke slití tavených kovů v místě svaru, musí svařované součásti k sobě těsně přiléhat čistými (bez kontaminace řeznou kapalinou, brusivem apod.) a hladkými plochami. Aby došlo k rovnoměrnému zahřívání materiálu obou svařovaných dílů, je vhodné, když mají v místě svaru stejnou tloušťku.