Elektron ışını kaynağı - Electron-beam welding

Elektron demeti kaynağı ( EBW ), birleştirilecek iki malzemeye yüksek hızlı elektron demetinin uygulandığı bir füzyon kaynak işlemidir . Elektronların kinetik enerjisi çarpma üzerine ısıya dönüşürken iş parçaları erir ve birlikte akar . EBW, elektron ışınının dağılmasını önlemek için genellikle vakum koşulları altında gerçekleştirilir .

Tarih

Elektron ışını kaynağı, o sırada çeşitli elektron ışını uygulamaları üzerinde çalışan Alman fizikçi Karl-Heinz Steigerwald tarafından 1949'da geliştirildi. Steigerwald, 1958'de çalışmaya başlayan ilk pratik elektron ışını kaynak makinesini tasarladı ve geliştirdi. Amerikalı mucit James T. Russell , ilk elektron ışını kaynak makinesini tasarlama ve inşa etme konusunda da itibar kazandı .

Elektron ışını kaynakçı
Derin dar kaynak

Elektron ışını ısıtmasının fiziği

Elektronlar bir kütle sahip temel parçacıkların m = 9,1 · 10 -31  kg ve bir negatif elektrik yükü E = 1.6 · 10 -19  C Bunlar ya bir bağlanmış bulunmamakta atom çekirdeği olarak, iletim elektron içinde atom kafes arasında metaller , ya da vakumda serbest elektronlar .

Vakumdaki serbest elektronlar, yolları elektrik ve manyetik alanlar tarafından kontrol edilerek hızlandırılabilir . Bu şekilde, yüksek kinetik enerji taşıyan dar elektron demetleri oluşturulabilir, bunlar katılardaki atomlarla çarpıştıklarında kinetik enerjilerini ısıya dönüştürürler. Elektron ışını kaynağı, aşağıdakileri içerdiğinden mükemmel kaynak koşulları sağlar:

  • Elektronları çok yüksek bir hıza çıkarabilen güçlü elektrik alanları. Böylece elektron demeti, demet akımı ve hızlanan voltajın çarpımına eşit yüksek güç taşıyabilir . Işın akımını ve hızlanan voltajı artırarak, ışın gücü pratik olarak istenen herhangi bir değere yükseltilebilir.
  • Işının dar bir koni şeklinde şekillendirilebildiği ve çok küçük bir çapa odaklanabildiği manyetik lensler kullanarak . Bu, kaynak yapılacak yüzeyde çok yüksek bir yüzey gücü yoğunluğuna izin verir. Kirişin geçiş (odak) 'de güç yoğunluğu değerleri olabilir 10 gibi yüksek 4 - 10 6 W / mm 2 .
  • Milimetrenin yüzde biri mertebesinde sığ penetrasyon derinlikleri. Bu 10 düzeyinde değerlere ulaşabilir, çok yüksek bir hacimsel enerji yoğunluğuna olanak 5 10 - 7 W / mm 3 . Sonuç olarak, bu hacimdeki sıcaklık son derece hızlı bir şekilde artar, 108 – 10 10  K/s.

Elektron ışınının etkinliği birçok faktöre bağlıdır. En önemlisi, kaynak yapılacak malzemelerin fiziksel özellikleri, özellikle düşük basınç koşullarında eriyebilme veya buharlaşabilme kolaylığıdır. Elektron ışını kaynağı o kadar yoğun olabilir ki, işlem sırasında buharlaşma veya kaynama nedeniyle malzeme kaybı kaynak yapılırken dikkate alınmalıdır. (Yaklaşık 10 aralığında yüzey güç yoğunluğu düşük değerlerde, 3  W / mm 2 buharlaştırma ile malzeme kaybı) kaynak yapılması için uygun olan bir çok metal için, ihmal edilebilir. Daha yüksek güç yoğunluğunda, ışından etkilenen malzeme çok kısa sürede tamamen buharlaşabilir; bu artık elektron ışını kaynağı değildir; bunun elektron ışını işleme .

Işın oluşumu

Katot - serbest elektronların kaynağı
Tungsten Filament Katotları: a) Şerit b) Firkete

İletim elektronları (atomların çekirdeğine bağlı olmayanlar) , Gauss yasasına göre ve sıcaklığa bağlı olarak dağılmış hızlarla bir metal kristal kafesi içinde hareket eder . Kinetik enerjileri (eV cinsinden) metal yüzeyindeki potansiyel bariyerden daha yüksek olmadıkça metali terk edemezler . Bu koşulu sağlayan elektronların sayısı, Richardson kuralına göre metalin sıcaklığının artmasıyla katlanarak artar.

Elektron ışını kaynakçıları için bir elektron kaynağı olarak malzeme belirli gereksinimleri karşılamalıdır:

  • Kirişte yüksek güç yoğunluğu elde etmek için, emisyon akım yoğunluğu [A/mm 2 ], dolayısıyla çalışma sıcaklığı mümkün olduğunca yüksek olmalıdır,
  • vakumda buharlaşmayı düşük tutmak için, malzemenin çalışma sıcaklığında yeterince düşük bir buhar basıncına sahip olması gerekir.
  • Yayıcı mekanik olarak kararlı olmalı, vakum ortamında bulunan (oksijen ve su buharı gibi) gazlara karşı kimyasal olarak hassas olmamalıdır, kolayca erişilebilir vb. olmalıdır.

Bu ve diğer koşullar, emitör için malzeme seçimini yüksek erime noktalarına sahip metallere, pratik olarak sadece iki taneye sınırlar : tantal ve tungsten . Tungsten katotlara ile 100 mA ile ilgili emisyon akım yoğunlukları / mm 2 elde edilebilir, ve aynı zamanda yayılan elektronlar, sadece küçük bir kısmı anot ve kontrol elektrodu gerilimler tarafından üretilen elektrik alanına bağlı olarak, ışın oluşumuna katılmaktadır. Elektron ışını kaynak makinelerinde en sık kullanılan katot tipi, Şekil 1a'da gösterildiği gibi şekillendirilmiş, yaklaşık 0,05 mm kalınlığında bir tungsten şeritten yapılır. Şeridin uygun genişliği, gerekli olan en yüksek emisyon akımı değerine bağlıdır. Yaklaşık 2 kW'a kadar olan daha düşük ışın gücü aralığı için, w = 0,5 mm genişlik uygundur.

Elektronların hızlanması, akım kontrolü
Işın üreteci

Katottan yayılan elektronlar çok düşük enerjiye sahiptir, sadece birkaç eV'dir . Onlara gerekli yüksek hızı vermek için, emitör ile bir başka pozitif yüklü elektrot, yani anot arasına uygulanan güçlü bir elektrik alanı tarafından hızlandırılırlar. Hızlanan alan, eksen etrafında dar bir yakınsak "demet" oluşturmak için elektronları da yönlendirmelidir. Bu, elektronları eksen yönünde zorlayan bir eksenel bileşenin yanı sıra radyal bir eklemeye sahip olan yayan katot yüzeyinin yakınında bir elektrik alanı ile elde edilebilir. Bu etki nedeniyle, elektron ışını anoda yakın bir düzlemde minimum çapta birleşir.

Pratik uygulamalar için elektron ışınının gücü elbette kontrol edilebilir olmalıdır. Bu, birincisine göre negatif yüklü başka bir katot tarafından üretilen başka bir elektrik alanı ile gerçekleştirilebilir.

En azından elektron tabancasının bu kısmı, katodun "yanmasını" ve elektrik boşalmalarının ortaya çıkmasını önlemek için "yüksek" vakuma boşaltılmalıdır.

odaklama

Anottan ayrıldıktan sonra, ıraksak elektron ışını metalleri kaynaklamak için yeterli bir güç yoğunluğuna sahip değildir ve odaklanması gerekir. Bu, silindirik bir bobinde elektrik akımı tarafından üretilen bir manyetik alan ile gerçekleştirilebilir.

Manyetik mercek

Döner simetrik bir manyetik alanın elektronların yörüngesi üzerindeki odaklama etkisi, manyetik alanın hareketli bir elektron üzerindeki karmaşık etkisinin sonucudur. Bu etki, alanın indüksiyonu B ve elektron hızı v ile orantılı bir kuvvettir . B r indüksiyonunun radyal bileşeni ve v a hızının eksenel bileşeninin vektör ürünü, bu vektörlere dik olan ve elektronun eksen etrafında hareket etmesine neden olan bir kuvvettir. Bu hareketin aynı manyetik alandaki ek etkisi , manyetik merceğin odaklama etkisinden sorumlu olan, eksene radyal olarak yönlendirilen başka bir F kuvvetidir . Elektronların manyetik mercekte ortaya çıkan yörüngesi, sarmal benzeri bir eğridir. Bu bağlamda, odak uzunluğunun (uyarıcı akım) varyasyonlarının ışın kesitinde hafif bir dönüşe neden olduğu belirtilmelidir.

Işın saptırma sistemi
Düzeltme ve saptırma bobinleri

Yukarıda bahsedildiği gibi, kiriş noktası, kaynak yapılacak bağlantıya göre çok hassas bir şekilde konumlandırılmalıdır. Bu genellikle iş parçasının elektron tabancasına göre hareket ettirilmesiyle mekanik olarak gerçekleştirilir, ancak bazen bunun yerine ışını saptırmak tercih edilir. Çoğu zaman, odaklama merceğinin arkasında tabanca ekseni etrafında simetrik olarak konumlandırılan ve tabanca eksenine dik bir manyetik alan üreten dört bobinden oluşan bir sistem bu amaç için kullanılır.

TV CRT veya PC monitörlerinde en uygun yönlendirme sisteminin kullanılmasının daha pratik nedenleri vardır. Bu, hem saptırma bobinleri hem de gerekli elektronikler için geçerlidir. Böyle bir sistem, yukarıda bahsedilen konumlandırma amaçları için yalnızca ışının "statik" sapmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda bir bilgisayar tarafından ışın noktası konumunun hassas ve hızlı dinamik kontrolünü de sağlar. Bu, örneğin: karmaşık geometrili bağlantıların kaynaklanmasını ve TV veya PC monitörlerinde çalışma odasındaki nesnelerin görüntü büyütülmüş resimlerini oluşturmayı mümkün kılar.

Her iki olasılık da elektron ışını kaynağı uygulamasında birçok yararlı uygulama bulmaktadır.

Kaynak sırasında elektron ışınının penetrasyonu

Elektron demetinin derin ve dar kaynaklar üretme kabiliyetini açıklamak için "penetrasyon" süreci açıklanmalıdır. Her şeyden önce, "tek" bir elektron için süreç düşünülebilir.

Elektronların penetrasyonu

Işın elektronları bir katının yüzeyine çarptığında, bazıları yansıyabilir ("geri saçılan" elektronlar olarak), diğerleri ise katının parçacıklarıyla çarpıştıkları yüzeye nüfuz edebilir. Esnek olmayan çarpışmalarda kinetik enerjilerini kaybederler. Hem teorik hem de deneysel olarak, tüm kinetik enerjilerini ısıya aktarmadan önce yüzeyin altında çok küçük bir mesafe "yol alabilecekleri" kanıtlanmıştır. Bu mesafe, başlangıç ​​enerjisiyle orantılı ve katının yoğunluğuyla ters orantılıdır. Kaynak uygulamasında olağan koşullar altında "hareket mesafesi" milimetrenin yüzde biri kadardır. Sadece bu gerçek, belirli koşullar altında hızlı ışın penetrasyonu sağlar.

Elektron ışınının penetrasyonu

Tek elektronların ısı katkısı çok küçüktür, ancak elektronlar çok yüksek voltajlarla hızlandırılabilir ve sayıları (ışın akımı) artırılarak ışının gücü istenen herhangi bir değere yükseltilebilir. Bir katı nesnenin yüzeyi üzerinde küçük bir çapı üzerine ışın odaklanarak, 10 kadar yüksek düzlemsel güç yoğunluğu değerleri 4 10'a kadar 7  W / mm 2 ulaşılabilir. Elektronlar, yukarıda açıklandığı gibi, enerjilerini katının çok ince bir tabakasında ısıya aktardıklarından, bu hacimdeki güç yoğunluğu son derece yüksek olabilir. Elektronların kinetik enerjisi ısıya dönüşür ki burada küçük bir hacim içinde güç hacim yoğunluğu 10 düzeyinde değerlere ulaşabilir 5 10 - 7  W / mm 3 . Sonuç olarak, 10 ile son derece hızlı bir şekilde bu hacim artar sıcaklık, 8 - 10 9  K / s.

Bu koşullar altında elektron ışınlarının etkisi, her şeyden önce malzemenin fiziksel özellikleri olmak üzere çeşitli koşullara bağlıdır. Herhangi bir malzeme çok kısa sürede eritilebilir, hatta buharlaştırılabilir. Koşullara bağlı olarak, buharlaşmanın yoğunluğu ihmal edilebilirden gerekliye kadar değişebilir. (Yaklaşık 10 aralığında yüzey güç yoğunluğu düşük değerlerde, 3  W / mm 2 buharlaştırma ile malzeme kaybı) kaynak yapılması için uygun olan bir çok metal için, ihmal edilebilir. Daha yüksek güç yoğunluğunda, ışından etkilenen malzeme çok kısa sürede tamamen buharlaşabilir; bu artık elektron ışını kaynağı değildir; bunun elektron ışını işleme .

Elektron ışını uygulamasının sonuçları

Erimiş bölgenin çeşitli formları

Işın uygulamasının sonuçları birkaç faktöre bağlıdır: Elektron ışınının kaynak teknolojisindeki birçok deneyi ve sayısız pratik uygulaması, ışının etkisinin, yani ışının etkilediği bölgenin boyutu ve şeklinin şunlara bağlı olduğunu kanıtlamaktadır:

(1) Işın gücü – Işın gücü [W], hızlanan voltajın [kV] ve ışın akımının [mA] ürünüdür, parametreler kolayca ölçülebilir ve hassas bir şekilde kontrol edilebilir. Güç, genellikle erişilebilen en yüksek sabit hızlanma voltajında ​​ışın akımı tarafından kontrol edilir.

(2) Güç yoğunluğu (ışın odaklanması) – Işın iş parçası ile gelme noktasındaki güç yoğunluğu, katot üzerindeki elektron kaynağının boyutu, hızlanan elektrikli merceğin optik kalitesi ve ışık hızı gibi faktörlere bağlıdır. odaklanan manyetik mercek, ışının hizalanması, hızlanan voltajın değeri ve odak uzaklığı. Tüm bu faktörler (odak uzaklığı hariç) makinenin tasarımına bağlıdır.

(3) Kaynak hızı – Kaynak ekipmanının yapısı, iş parçasının kirişe göre göreceli hareket hızının yeterince geniş sınırlar içinde, örneğin 2 ila 50 mm/sn arasında ayarlanmasını sağlamalıdır.

(4) Malzeme özellikleri ve bazı durumlarda ayrıca

(5) Eklemin geometrisi (şekli ve boyutları).

Kirişin nihai etkisi, bu parametrelerin özel kombinasyonuna bağlıdır.

  • Kirişin düşük güç yoğunluğunda veya çok kısa sürede hareketi, yalnızca ince bir yüzey tabakasının erimesine neden olur.
  • Odaklanmamış bir ışın nüfuz etmez ve düşük kaynak hızlarındaki malzeme yalnızca yüzeyden ısının iletilmesiyle ısıtılır ve yarı küresel bir erimiş bölge oluşturur.
  • Yüksek güç yoğunluğunda ve düşük hızda, daha derin ve hafif konik bir erimiş bölge üretilir.
  • Çok yüksek güç yoğunluğu durumunda, ışın (iyi odaklanmış) toplam gücüyle orantılı olarak daha derine nüfuz eder.

Kaynak işlemi

kaynaklı membranlar

kaynaklanabilirlik

İnce duvarlı parçaların kaynağı için genellikle uygun kaynak yardımcılarına ihtiyaç vardır. Yapıları, parçaların mükemmel temasını sağlamalı ve kaynak sırasında hareketlerini engellemelidir. Genellikle belirli bir iş parçası için ayrı ayrı tasarlanmaları gerekir.

Tüm malzemeler bir vakumda bir elektron ışını ile kaynaklanamaz. Bu teknoloji, çinko , kadmiyum , magnezyum gibi erime sıcaklığında yüksek buhar basıncına sahip malzemelere ve hemen hemen tüm metal olmayan malzemelere uygulanamaz.

Kaynaklanabilirliğin bir başka sınırlaması, yüksek bir soğutma hızı gibi kaynak işleminin neden olduğu malzeme özelliklerinin değişmesi olabilir. Bu konunun ayrıntılı tartışması bu makalenin kapsamını aştığından, okuyucunun uygun literatürde daha fazla bilgi araması önerilir.

Titanium -to- alüminyum eklemler

Farklı malzemelerin birleştirilmesi

Kırılgan, metaller arası bileşiklerin oluşması nedeniyle, iki malzeme alaşımlarından çok farklı özelliklere sahipse, iki metal bileşenin kaynakla birleştirilmesi, yani her ikisinin de bir kısmının bağlantının yakınında eritilmesi genellikle mümkün değildir. Bu durum, vakumda elektron ışını ısıtmasıyla bile değiştirilemez, ancak yine de bu, mekanik kompaktlık için yüksek talepleri karşılayan ve mükemmel şekilde vakum geçirmez olan bağlantıların gerçekleştirilmesini mümkün kılar. Temel yaklaşım, her iki parçayı da eritmek değil, yalnızca erime noktası daha düşük olanı eritirken diğeri katı kalır. Elektron ışını kaynağının avantajı, ısıtmayı kesin bir noktaya lokalize etme ve işlem için gereken enerjiyi tam olarak kontrol etme yeteneğidir. Yüksek vakumlu bir atmosfer, olumlu bir sonuca önemli ölçüde katkıda bulunur. Bu şekilde yapılacak bağlantıların inşası için genel bir kural, daha düşük erime noktasına sahip parçanın kiriş için doğrudan erişilebilir olmasıdır.

Olası sorunlar ve sınırlamalar

Kaynakta çatlaklar

Kiriş tarafından eriyen malzeme, katılaşma sonrası soğuma sırasında büzülür ve bu durum koşullara bağlı olarak çatlama, deformasyon ve şekil değişiklikleri gibi istenmeyen sonuçlar doğurabilir.

Alın kaynağı daha fazla malzeme kaynak kökünde daha başında eritildiğinden kaynak bağlantısının eğilme iki tabak sonuçları. Bu etki elbette ark kaynağındaki kadar önemli değildir.

Diğer bir potansiyel tehlike, kaynakta çatlakların ortaya çıkmasıdır. Her iki parça da rijit ise, kaynağın büzülmesi kaynakta yüksek gerilim üretir ve bu da malzeme gevrek ise (yalnızca kaynakla yeniden eritmeden sonra bile) çatlaklara neden olabilir. Kaynak yapılacak parçalar oluşturulurken kaynak büzülmesinin sonuçları her zaman göz önünde bulundurulmalıdır.

Elektron ışını kaynak ekipmanı

Elektron ışını kaynakçı

1958 yılında Steigerwald tarafından ilk pratik elektron ışını kaynak ekipmanının yayınlanmasından bu yana, elektron ışını kaynağı, kaynağın uygulanabileceği tüm mühendislik dallarında hızla yayıldı. Çeşitli gereksinimleri karşılamak için, yapı, çalışma alanı hacmi, iş parçası manipülatörleri ve ışın gücü bakımından farklılık gösteren sayısız kaynakçı tipi tasarlanmıştır. Kaynak uygulamaları için tasarlanmış elektron ışını jeneratörleri (elektron tabancaları), birkaç watt ile yaklaşık yüz kilowatt arasında değişen güce sahip kirişler sağlayabilir. Küçük bileşenlerin "mikro kaynakları" ve ayrıca 300 mm'ye kadar (veya gerekirse daha fazla) derin kaynaklar gerçekleştirilebilir. Çeşitli tasarımlara sahip vakumlu çalışma odaları sadece birkaç litre hacme sahip olabilir, ancak birkaç yüz metreküp hacimli vakum odaları da yapılmıştır.

Spesifik olarak, ekipman şunları içerir:

  1. Elektron ışını üreten elektron tabancası,
  2. Çoğunlukla "düşük" veya "yüksek" vakuma boşaltılan çalışma odası,
  3. İş parçası manipülatörü (konumlandırma mekanizması),
  4. Güç kaynağı ve kontrol ve izleme elektroniği.
Elektron silahı

Elektron tabancasında, serbest elektronlar, sıcak metal bir şeritten (veya telden) termo-emisyon ile kazanılır. Daha sonra hızlandırılırlar ve üç elektrot tarafından üretilen bir elektrik alanı tarafından dar bir yakınsak ışın halinde oluşturulurlar: elektron yayan kayış, yüksek (hızlanan) voltaj güç kaynağının (30 - 200 kV) negatif kutbuna bağlı katot ve pozitif. yüksek voltajlı elektrot, anot. Wehnelt veya kontrol elektrotu olarak adlandırılan, katoda göre negatif yüklü üçüncü bir elektrot vardır. Negatif potansiyeli, yayılan elektronların hızlanan alana giren kısmını, yani elektron ışını akımını kontrol eder.

Anot açıklığını geçtikten sonra, elektronlar biraz ıraksayan bir koni içinde sabit hızla hareket eder. Teknolojik uygulamalar için, manyetik odaklama merceği olan bir bobinin manyetik alanı tarafından gerçekleştirilen ıraksak ışın odaklanmalıdır.

Elektron tabancasının düzgün çalışması için, huzmenin, hızlanan elektrikli merceğin ve manyetik odaklama merceğinin optik eksenlerine göre mükemmel şekilde ayarlanması gereklidir. Bu, odaklama merceğinden önce optik eksene dik olan belirli bir radyal yön ve kuvvette bir manyetik alan uygulanarak yapılabilir. Bu genellikle iki çift bobinden oluşan basit bir düzeltme sistemi ile gerçekleştirilir. Bu bobinlerdeki akımlar ayarlanarak istenilen herhangi bir düzeltme alanı üretilebilir.

Odaklama merceğini geçtikten sonra, ışın ya doğrudan ya da bir saptırma sistemi tarafından saptırıldıktan sonra kaynak için uygulanabilir. Bu, her biri X ve Y yönü için bir tane olmak üzere iki çift bobinden oluşur. Bunlar "statik" veya "dinamik" sapma için kullanılabilir. Statik sapma, kirişin kaynakla tam olarak konumlandırılması için kullanışlıdır. Dinamik sapma, sapma bobinlerine bilgisayar tarafından kontrol edilebilen akımlar sağlanarak gerçekleştirilir. Bu, yüzey sertleştirme veya tavlama, tam ışın konumlandırma vb. gibi elektron ışını uygulamaları için yeni olanaklar açar.

Hızlı saptırma sistemi, görüntüleme ve kazıma için de (uygun elektroniklerle sağlanmışsa) uygulanabilir. Bu durumda ekipman, yaklaşık 0,1 mm (ışın çapı ile sınırlı) çözünürlükte bir taramalı elektron mikroskobu gibi çalıştırılır. Benzer bir modda, ince bilgisayar kontrollü ışın, ince bir yüzey tabakasını eriterek metal yüzey üzerine bir resim "yazabilir" veya "çizebilir".

Çalışma odası

1950'lerin sonunda ilk elektron ışını kaynak makinelerinin ortaya çıkmasından bu yana, elektron ışını kaynağı uygulaması tüm gelişmiş ülkelerde hızla endüstriye ve araştırmaya yayıldı. Şimdiye kadar sayılamayacak kadar çok çeşitli elektron ışını ekipmanı tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Çoğunda kaynak, yüksek veya düşük vakum ortamında çalışan bir vakum odasında gerçekleşir.

Vakumlu çalışma odası, birkaç litreden yüzlerce metreküpe kadar istenilen herhangi bir hacme sahip olabilir. 100 kW'a kadar herhangi bir gerekli güce veya gerekirse daha fazlasına sahip bir elektron ışını sağlayan elektron tabancaları ile sağlanabilirler. Mikro elektron demeti cihazlarında, boyutları milimetrenin onda biri olan bileşenler hassas bir şekilde kaynaklanabilir. Yeterince güçlü elektron ışınlarına sahip kaynak makinelerinde 300 mm derinliğe kadar kaynaklar gerçekleştirilebilir.

Elektron ışınının vakumdan atmosfere çıkarıldığı kaynak makineleri de vardır. Bu tür ekipmanlarla çok büyük nesneler, büyük çalışma odaları olmadan kaynaklanabilir.

İş parçası manipülatörleri

Elektron ışını kaynağı, her zaman güçlü X-radyasyonu olduğundan, vakumda gerçekleştirilmese bile asla "elle manipüle edilemez" . Kirişin ve iş parçasının bağıl hareketi, çoğunlukla iş parçasının dönüşü veya doğrusal hareketi ile elde edilir. Bazı durumlarda kaynak, kirişin bilgisayar kontrollü bir saptırma sistemi yardımıyla hareket ettirilmesiyle gerçekleştirilir. İş parçası manipülatörleri çoğunlukla kaynak ekipmanının özel gereksinimlerini karşılamak için ayrı ayrı tasarlanır.

Güç kaynağı ve kontrol ve izleme elektroniği

Elektron ışını ekipmanı, ışın üreteci için uygun bir güç kaynağı ile sağlanmalıdır. Hızlanma gerilimi 30 ile 200 kV arasında seçilebilir. Genellikle çeşitli koşullara bağlı olarak yaklaşık 60 veya 150 kV'dir. Artan voltajla birlikte teknik sorunlar ve ekipmanın fiyatı hızla artar, bu nedenle mümkün olduğunda yaklaşık 60 kV'luk daha düşük bir voltaj seçilmelidir. Yüksek voltaj kaynağının maksimum gücü, gereken maksimum kaynak derinliğine bağlıdır.

Yüksek voltaj ekipmanı ayrıca katot ısıtması için 5 V'un üzerinde düşük voltajı ve kontrol elektrotu için yaklaşık 1000 V'a kadar negatif voltajı sağlamalıdır.

Elektron tabancası ayrıca düzeltme sistemi, odaklama merceği ve saptırma sistemi için düşük voltajlı kaynaklara ihtiyaç duyar. Son bahsedilen, bilgisayar kontrollü görüntüleme, oyma veya benzeri ışın uygulamaları sağlamak için çok karmaşık olabilir.

İş parçası manipülatörünü kontrol etmek için karmaşık elektroniklere de ihtiyaç duyulabilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar