Описание

За 50 лет с момента открытия эффекта глубокого проплавления (в 1958 году) электронно-лучевая сварка перестала быть новой технологией; она получила широкое развитие и применение приблизительно на 7500 заводах по всему миру, половина из которых все еще функционируют. При этом за последние 10 лет были открыты новые возможности электронно-лучевой сварки, основы которой хорошо известны; но в полной мере она могла быть разработана с помощью современных технических средств контроля. Это инновации, появившиеся в ходе ежедневного выполнения сварочных работ. Также постоянная потребность в обеспечении качества сварки и его документальной фиксации способствовали появлению инноваций, использующих специальные возможности электронного луча.

Казалось бы, однопроходная сварка, в результате которой происходит соединение компонентов от очень малых размеров, с глубиной провара около 0,1 мм, и до очень больших размеров, с глубиной провара до 200 мм в стали, хорошо известна.

Лишь немногие университеты осуществляют обучение будущих инженеров электронно-лучевой сварке. Как следствие, ощущается недостаток знания этого процесса в промышленности. Отчасти это обусловлено сложностью данной технологии. Используется классическое точное механическое оборудование в сочетании с вакуумной техникой, технологией, использующей высокое напряжение, постоянные магнитных потоков, технологии сверхскоростного управления и, наконец (последнее, но не менее важное), электронную оптику.

Достигаемая скорость сварки зачастую не может быть увеличена из-за применяемого материала. В связи с этим, современные концепции заключаются в достижении более короткого цикла за счет систематического исключения вспомогательных процессов, особенно разгрузки. Это достигается посредством установки загрузочных шлюзов на челночных, перемещающих и циклических механизмах. Кратчайшее время потока единичных изделий на данный момент составляет 5 секунд. Операция разгрузки большой камеры объемом 600 м3 занимает всего 30 минут. Если для выполнения сварного шва длиной 12 м и глубиной провара 100 мм требуется 80 минут, процесс электронно-лучевой сварки протекает в несколько раз быстрее аргонно-дуговой сварки или дуговой сварки под флюсом в несколько слоев.

За оптимизацию этого отвечает изготовитель оборудования. Но и операторы таких машин также должны быть осведомлены об их работе для понимания операций. Область работы оператора, сама электронно-лучевая сварка, имеет множество особенностей, частично относящихся к скорости процесса: вследствие быстрого самопогасания подавляется рост зерна, например, или образуется перенасыщенный твердый раствор. Особое преимущество заключается в возможности выполнения узких (а так же широких) параллельных швов, позволяющих изготовителю соединять готовые изделия с незначительным перекосом. Это позволит избежать выполнения предшествующих или последующих операций, например, выравнивания. Возможность использовать электронно-лучевую сварку для соединения различных материалов позволяет рационально сочетать дешевые и дорогостоящие материалы с достижением требуемой функциональности.

Опыт применения технологии

Audi (сварка блока цилиндров ДВС 4 и 6 цилиндров)
Bosh (сварка датчиков 2 установки)
Volkswagen (сварка деталей передачи 8 поточных линий)
Audi (переплавка распределительных валов 4 установки)

Преимущества

• более высокие значения твердости и износостойкости по сравнению со всеми остальными способами прокаливания;
• минимальная деформация детали;
• предупреждение трещин при сварке закаленной стали (система запатентована фирмой pro-beam);
• гибкость при конструировании;
• высокоточные, воспроизводимые результаты прокаливания;
• полностью автоматизированная сварка компонентов приводных агрегатов;
• полностью дигитализированный просмотр;
• онлайн-контроль процесса электронного луча;
• полная автоматизация юстировки луча - автокалибровка (исключение ошибок оператора, улучшенная воспроизводимость, сниженние затрат на обучение);
• повышенная безопасность производства;
• при чрезвычайно малых расстояниях между краями можно производить сварные швы большой глубины;
• сварка окончательно обработанных деталей.