Elektronenstrahlanlagen

Spawanie elektronowe bezpróżniowe używane jest obecnie w Niemczech głównie do spawania aluminium, np. dla poprzecznych wsporników kabiny pilota wykonanych z aluminium.

Technika NVEBW ma liczne zalety dla rosnącego zastosowania w przemyśle precyzyjnych blach o wyższej i najwyższej wytrzymałości. Z jednej strony możliwe jest realizowanie wysokich prędkości spawania, z drugiej natomiast możliwe są koncepcje lekkich konstrukcji z połączeniami różnego rodzaju materiałów, np. połączenia aluminium i stali.

Ponieważ możliwe jest precyzyjne sterowanie ilości doprowadzanej energii, uzyskiwane są trwałe połączenia spawane i lutowane (stal pozostaje przy tym stała, a aluminium się roztapia).

Wsporniki kabiny pilota wykonane z aluminium
cockpit carrier

Zasada metody

Również w przypadku tej metody wiązka elektronów wytwarzana jest w wysokiej próżni. Jednak w przypadku NVEBW jest ona następnie wyprowadzana do atmosfery na zewnątrz przez precyzyjne dysze za pośrednictwem różnych stopni ciśnieniowych.

Na skutek kolizji elektronów z cząsteczkami atmosfery wiązka staje się coraz szersza wraz ze wzrostem odstępu roboczego (dysza - element obrabiany). Przy zalecanym odstępie gęstość energii wiązki jest jednak jeszcze na tyle wysoka, aby wywołać efekt spawania z głębokim wtopieniem.

W przeciwieństwie do próżniowej metody spawania elektronowego podczas spawania bezpróżniowego element obrabiany nie znajduje się w komorze próżniowej, lecz w swobodnej atmosferze. Dzięki temu nie występuje czas wytwarzania próżni i możliwe jest spawanie również elementów obrabianych o dużych gabarytach. Element obrabiany może być przy tym przemieszczany pod wiązką na stole współrzędnościowym X/Y lub za pomocą robota. W zależności od zadania spawania możliwe jest również przemieszczanie generatora EB.

Obudowa ochronna przewidziana jest jedynie do ochrony przed promieniowaniem rentgenowskim występującym generalnie podczas spawania elektronowego.

  1. Przestrzeń wysokiej próżni
    ok. 10-4 mbar w przestrzeni działa elektronowego, wytworzona przez pompę turbomolekularną lub dyfuzyjną
  2. Działo elektronowe
    zoptymalizowane komputerowo w celu redukcji przebić
  3. 2. stopień ciśnieniowy
    ok. 10-2 mbar
  4. 1. stopień ciśnieniowy
    ok. 1 mbar
  5. Element obrabiany
    ok. 15 - 20 mm poniżej dyszy wylotu wiązki do atmosfery

nvgenerator

Cechy szczególne metody

Współczynnik całkowitej sprawności od gniazda wtykowego > 50% (łącznie ze wszystkimi agregatami pomocniczymi)
Wprowadzenie energii do elementu obrabianego niemal niezależne od materiału, powłoki powierzchni, kąta padania wiązki i kierunku ruchu
Dające się spawać grubości blach 0,5 do 10 mm, w przypadkach specjalnych również więcej
Przygotowanie złącza I styków z cięciem zwykłym
Możliwość mostkowania szczelin do 20% grubości blachy, maksymalnie 0,5 mm (bez materiału dodatkowego)
  • brak osunięcia się spoiny w przypadku kombinacji grubości
  • możliwość zastosowania dodatkowego materiału
Maks. tolerowane przesunięcie krawędzi ~ połowa grubości blachy
Bardzo duże prędkości spawania zależne od grubości, zależne od materiału
np. 14 m/min przy głębokości spoiny 3 mm
bądź 60 m/min przy głębokości spoiny 1 mm (w obu przypadkach stop aluminium)
Średnia szerokość spoiny minimalna 1 mm, maksymalna 4 mm w przypadku bardzo dużych grubości
Niewielka energia spawania wąska strefa oddziaływania ciepła, umiarkowane zwiększenie twardości
Minimalna ilość wprowadzanego ciepła najmniejsze odkształcenie
Tolerowany błąd pozycjonowania wiązka - czoło maks. 20% grubości blachy w przypadku cienkich blach
Maksymalne odchylenie w odległości roboczej ~ 10% zadanej odległości roboczej

Technika

Dostępna moc promieniowania do 30 kW
Zależne od przemieszczenia sterowanie prądu wiązki elektronowej sterowanie numeryczne CNC
Zasilanie wysokim napięciem 175 kV, taktowanie ze średnią częstotliwością, niemal bez wyłączeń
Sterowany CNC ruch elementu obrabianego za pomocą bardzo dynamicznych napędów do 60 m/min
Określenie parametrów wszystkie parametry spawania są programowane, regulowane i monitorowane
Obsługa przy użyciu czytelnego i łatwego w obsłudze panelu dotykowego
Bezpieczna obudowa chroniąca przed promieniowaniem rentgenowskim wychodzące promieniowanie rentgenowskie < 1 “micro;Sv/h
Optymalizacja prowadzenia wiązki za pomocą helu 4.6

Zużycie / konserwacja

Energia elektryczna przyłącze 3 x 400 V, 50/60 Hz, PEN;
obciążenie podstawowe (łącznie z próżnią, chłodzeniem) 15 kW;
moc spawania dodatkowo do 30 kW
Części zużywające się katody i dysze strumieniowe;
częstość wymiany zależy od warunków eksploatacyjnych, wartości empiryczne: np. 60 godzin dla katod, 120 godzin dla dysz przy czasie włączenia wynoszącym 60% przy zastosowaniu helu;
nakład czasu na wymianę: ok. 30 min
Inne koszty zużycia spowodowane są przez sprężone powietrze, hel, oleje do pomp, uszczelki, ewentualnie filtry i in.
Przykład maszyny NVEBW
nvebw maschine

PTR Strahltechnik GmbH
Am Erlenbruch 9
63505 Langenselbold • Germany
Phone: +49 6184 2055-0
Fax: +49 6184 2055-300
Email: zentrale@ptr-ebeam.com
Member of Global Beam Technologies AG

PTR Strahltechnik

 

LOGIN

Lade...