Tìm hiểu về phương pháp hàn bằng tia điện tử

Phương pháp hàn bằng tia lửa điện

Gia công tia điện tử (Electric Beam Machining – EBM) là quá trình gia công nhiệt biến đổi động năng của điện tử thành nhiệt năng với tỉ lệ cao hơn, nhờ vào làm nóng cục bộ mà ta có thể tiến hành nhiều phương pháp gia công nhiệt khác nhau. Phương pháp hàn này thường được ứng dụng để gia công những chi tiết khó gia công bằng các phương pháp truyền thống. Đặc biệt, trong công nghệ hàn bằng chùm tia điện tử tỏ ra ưu việt khi gia công những vật liệu cứng, chịu lửa và vật liệu gốm khác nhau.

Nguyên công khi thực hiện hàn nhờ chùm tia điện tử có kích thước tiết diện ngang khá lớn từ vài chục đến vài trăm mm, nhưng mật độ năng lượng nhỏ khi nhiệt độ nóng chảy. Đường hàn bằng chùm tia điện tử khá sạch, không bị lẫn khí, tạp chất và các oxit. Đặc biệt năng lượng hàn nhỏ hơn so với các phương pháp hàn khác do sự tập trung năng lượng ở tiêu điểm của chùm tia điện tử cao hơn.

>>>> Tham khảo: Những điều không thể bỏ qua về máy hàn điện tử cũ cực hữu ích!

Chùm tia điện tử dùng để hàn kim loại thường được chia làm hai loại:

-Loại điện áp thấp, làm việc với điện áp gia tốc đến 15 – 20 kV.

-Loại điện áp cao, làm việc với điện áp gia tốc đến 150 – 200 kV.

Kết cấu của thiết bị hàn chùm tia điện tử không khác nhiều so với thiết bị chùm tia điện ở các công nghệ . Một số bộ phận quan trọng của thiết bị là: buồng hàn chân không, hệ thống bơm chân không, súng phóng điện tử với nguồn cao áp một chiều.

Buồng chân không được trang bị bởi hệ thống dẫn nước làm mát, hệ thống cung cấp năng lượng cho catốt, cho hệ thống tạo từ trường… Buồng chân không được sắp xếp các cửa đặc biệt để có thể đưa các chi tiết gia công và các dụng cụ dùng cho quá trình công nghệ vào. Ngoài ra xung quanh buồng còn thiết kế các dụng cụ đo chân không ở các phần khác nhau của buồng.

Chiều sâu lớp kim loại bị chảy lỏng khi hàn bằng chùm tia điện tử có thể đạt tới khoảng 20 lần lớn hơn so với bề rộng của vết hàn. Do vậy khả năng bám chắc của kim loại theo chiều sâu tốt hơn so với chiều rộng. Chiều sâu lớp kim loại bị chảy lỏng khi hàn phụ thuộc vào điện áp V, cường độ dòng điện I, tốc độ hàn và nhiệt độ nóng chảy kim loại.

Một đặc điểm quan trọng nữa của hàn kim loại bằng tia điện tử là tốc độ nung nóng và tốc độ nguội rất cao. Tốc độ nung nóng có thể đạt tới mức 7000ºC/s và tốc độ nguội là 1200ºC/s. Do mức tập trung năng lượng khá cao, tốc độ nung nóng và tốc độ nguội nhanh nên mức ảnh hưởng đến quá trình nhiệt luyện các vùng xung quanh tương đối ít, thông thường nhiệt độ ở vùng có vệt hàn mỏng 1,5mm không hơn quá 400ºC nên không làm ảnh hưởng đến biến dạng.

>>>> Xem thêm: Chiêm ngưỡng bộ sưu tập các mẫu máy hàn mini điện tử bán chạy số 1 hiện nay!

Nếu như kích thước vết tập trung năng lượng của chùm tia điện tử từ vài phần trăm mm đến 1mm thì không yêu cầu tập trung năng lượng cao và điện thế thường dùng thấp 15-20kV. Ngược lại nếu yêu cầu tập trung năng lượng lớn để đạt kích thước vết hàn nhỏ thì phải sử dụng điện thế làm việc cao 150-200 kV.

Khi hàn bằng chùm tia điện tử không cần thiết phải dùng những thiết bị để tránh tác hại của tia Rơn ghen với mối hàn có kích thước lớn hơn 1mm. Nếu mối hàn nhỏ hơn 1mm thì điều kiện kỹ thuật sẽ phức tạp hơn nên thì yêu cầu cần có thiết bị phòng tránh tia Rơn ghen.

Nhìn chung khi hàn kim loại bằng tia điện tử sẽ tiêu tốn ít năng lượng hơn so với các phương pháp khác. Có thể lý giải nguyên do này bằng khả năng tập trung năng lượng vào vị trí cần hàn. Vì kích thước của mối hàn có thể đạt tới khoảng 10mm nên mật độ năng lượng có thể lên tới 107 – 109 W/cm2, nghĩa là cao hơn nhiều so với phương pháp hàn hồ quang (mật độ vào khoảng 103 – 105W/cm2) và hàn hơi (mật độ khoảng 102 – 104W/cm2).

>>>> Tìm hiểu thêm: Nhu cầu bảo vệ an ninh là một phần quan trọng không thể thiếu trong các nhà hàng, siêu thị và trung tâm thương mại. Cùng tìm hiểu về dịch vụ bảo vệ nhà hàng nhé!

Loading...
CHỦ ĐỀ ĐANG XEM: