В настоящее время все более широко используются тугоплавкие, жаропрочные, коррозйонностойкие,: ра­диационностойкие материалы. Для их сварки требуются специальные виды сварки плавлением, где температура в зоне сварки достигает величины в 1000 раз большей, чем у традиционных источников. Такие температуры даст поток электронов или фотонов. Высокая плотность энер­гии в малом пятне нагрева — вот те преимущества, ко­торые дают авангардные виды сварки.

Электронно-лучевая сварка. Основной компонент — электронный луч, который создается специальным прибором — электронной пушкой, которая схематично представлена на рис. 25.

Пушка имеет катод 2 который может нагреваться до высоких температур. Катод размещен внутри прикатод - ного электрода 3. На некотором расстоянии от катода находится ускоряющий электрод (анод) 4 с отверстием. Электроны, выходящие из катода, фокусируются с по­мощью электрического поля между прикатодным и ус­коряющим электродами в пучок диаметром, равным диаметру отверстия в аноде 4. Положительный потенци­ал ускоряющего электрода может достигать нескольких десятков тысяч вольт, поэтому электроны, испускаемые катодом, на пути к аноду приобретают значительную скорость и энергию. Питание пушки электрической энергией осуществляется от высоковольтного источни­ка постоянного тока 5.

Для увеличения плотности энергии в луче после вы­хода электронов из первого анода электроны фоку­сируются магнитным полем в специальной магнитной линзе 6, Сфокусированные в плотный пучок летящие электроны ударяются с большой скоростью о малую площадку (пятно нагрева) на изделии 1, при этом ки­нетическая энергия электронов вследствие торможения превращается в теплоту, нагревая металл до очень вы­соких температур.

Для перемещения луча по сварі гваемому изделию на пути электронов помещают магнитную отклоняющую

систему 7, позволяющую устанавливать луч точно по ли­нии сварки.

Сам по себе электронный луч может достигать таких значений, что делает возможным применение его при сварке больших толщин — до 500 мм.

Лазерная сварка. Это принцип использования свето­вого луча, который генерирует оптический квантовый генератор. В чем его суть? За счет поступления электри­ческой, химической или другой энергии атомы актив­ного вещества переходят в возбужденное состояние. Че­рез некоторое время возбужденный атом сам начинает излучать полученную энергию в віще фотона и затем воз­вращается в свое исходное состояние.

Из всех генераторов излучения (лазеров) для сварки наиболее подходят их газовые и твердотельные модифи­кации. На рис. 26 дана принципиальная схема твердо­тельной лазерной сварочной установки.

Сама установка состоит из рабочего тела 3, лампы накачки 1, обеспечивающей световую энергию для

3

возбуждения атомов активного вещества-излучателя. Полученное излучение фокусируется и направляется с по­мощью оптической системы 2 на свариваемое изделие 4.

Такая установка Может осуществлять сварку через прозрачные оболочки: Сегодня лазерный аппарат может обеспечить глубину проварки до 15 мм.

Лазерный сварщик будет применяться более широ­ко, когда будут устранены его недостатки: низкий КПД, недостаточная мощность, высокая стоимость.