Elektronenbundellaseren Uitgelegd: Proces, Voordelen en Toepassingen

In dit artikel leert u wat Elektronenbundellaseren is? het werkprincipe, apparatuur, toepassingen, voordelen, en meer. Ook kunt u het PDF-bestand van dit artikel aan het einde downloaden.

Elektronenbundellaseren

Wat is EBM?

EBM of Elektronenbundellaseren is een lasproces dat de warmte gebruikt geproduceerd door een bundel van hoge-energie elektronen. Elektronen raken het werkstuk en hun kinetische energie wordt omgezet in thermische energie het metaal verhitend zodat de zijkanten van het werkstuk samengevoegd kunnen worden en een letsel kan worden gevormd na verstolking.

Elektronenbundellaseren is ook een vloeistoflasproces. Waarin de metaal-naar-metaal verbinding gevormd wordt in een vloeibare of gesmolten toestand. Het heet ook een lasproces omdat het de kinetische energie van elektronen gebruikt om twee metaalwerkstukken te verbinden.

Wanneer was EBM Uitgevonden?

Deze lasmethode werd in 1958 uitgevonden door de Duitse natuurkundige Karl-Heinz. In dit lasproces raakt een hoge stroom elektronen de lasplaten, waar de kinetische energie omgezet wordt in warmte-energie.

Deze warmte-energie is voldoende om de werkstukken te smelten en in één stuk te verbinden. Dit gehele proces vindt plaats in vacuüm, anders botsen elektronen met luchtdeeltjes en verliezen hun energie.

Als u de elektronenbundellasermachine wilt kopen, is de kosten ongeveer $1.000.000 voor EBW-112x102x66 beschikbaar bij Sciaky. De machine heeft een 30kW W2000 computer-gecontroleerde harde vacuüm bundellasers, met een lage spanning (60kV) kanon.

Apparatuur van EBM

Volgende zijn de apparatuur van EBM:

1. Elektronenkanon
2. Anode
3. Magnetische lenzen
4. Elektromagnetische lens en afbuigspoel
5. Werkstukhouder
6. Vacuümkamer
7. Stroomvoorziening

• Weerstandlassen: Typen, Werking, Toepassingen, Voordelen
• Gaslassen: Typen, Werkprincipe, Apparatuur, Toepassing

1. Elektronenkanon

Het is de belangrijke apparatuur van elektronenbundellaseren. Het is een kathodenbuis (negatieve pool) die elektronen genereert, versnelt en in één plaats concentreert. Deze kanon wordt vaak gemaakt van wolfram of tantaal legeringen. De kathode draad wordt tot 2500°C verhit voor de continue afgifte van elektronen.

2. Anode

De anode is een positieve pool net achter de elektronenkanon. De hoofd functie is om een negatieve lading aan te trekken, (elektronen in dit geval) hun een pad te geven en hen niet af te laten wijken van hun pad.

3. Magnetische Lenzen

Er is een reeks magnetische lenzen die alleen de convergerende elektronen doorlaten. Ze absorberen alle divergente elektronen met lage energie en leveren een hoge intense elektronenbundel.

4. Elektromagnetische Lens en Afbuigspoel

Elektromagnetische lenzen worden gebruikt om de elektronenbundel op het werkstuk te focussen en de afbuigspoel buigt de bundel naar de verwachte letselzone. Dit zijn de finale eenheden van het EBM proces.

5. Werkstukhouder

Dit lasproces gebruikt CNC-tafels om werkstukken vast te houden die in alle drie richtingen kunnen draaien. Lasplaten worden aan de CNC-tafel bevestigd met behulp van geschikte fixaties.

6. Vacuümkamer

Zoals u weet, vindt dit gehele proces plaats in een vacuümkamer. Het vacuüm wordt geproduceerd door mechanische of elektrisch aangedreven pompen. Het drukbereik in de vacuümkamer is ongeveer 0,1 tot 10 Pa.

7. Stroomvoorziening

Dit EBM lasproces gebruikt een stroombron om een continue bundel elektronen voor het lasproces te leveren. Het lasspanningsbereik voor lage spanning apparatuur of voor dun lassen is ongeveer 5 – 30 kV en voor hoge spanning apparatuur of 70 – 150 kV voor dik lassen.

Werkprincipe van Elektronenbundellaseren

Het werkt op het principe van laseren elektronenbundelbewerking. Dit proces gebruikt de kinetische energie van elektronen om warmte te genereren. Deze warmte wordt gebruikt om twee lasplaten te lassen.

Wanneer een hoge stroom elektronen de lasplaten raakt, wordt de kinetische energie omgezet in warmte-energie. Deze warmte-energie is voldoende om een gesmolten letsel te vormen door twee metalen platen samen te voegen.

Werking van Elektronenbundellaseren

EBM is een lasproces dat warmte gebruikt gegenereerd door een bundel van hoge energie elektronen. De elektronen raken het werkstuk en hun kinetische energie verandert in thermische energie het metaal verhitend zodat de zijkanten van het werkstuk samengevoegd worden en een letsel kan worden gevormd na verstolking.

Het proces wordt uitgevoerd in de vacuümkamer bij een druk van ongeveer 2 x 10⁻⁷ tot 2 x 10⁻⁶ psi (0,0013 tot 0,0013 Pa). Zo'n hoog vacuüm is vereist om verlies van de energie van de elektronen door botsingen met luchtmoleculen te voorkomen.

De elektronen worden uitgezonden door een kathode (elektronenkanon). Door een hoge spanning (ongeveer 150 kV) gebruikt tussen de kathode en de anode, worden de elektronen gestimuleerd tot 30% – 60% van de snelheid van het licht. De kinetische energie van de elektronen wordt voldoende voor het smelten van de gerichte letsel. Een deel van de energie van de elektronen transformeert in Röntgenstraling.

Door elektrisch veld gestimuleerde elektronen worden dan gefocust in een dunne bundel in de focusspoel. De afbuigspoel beweegt de elektronenbundel langs de letsel. De elektronenbundel is in staat om werkstukken te lassen met dikte van 0,0004" (0,01 mm) tot 6" (150mm) staal en tot 20" (500mm) aluminium.

Elektronenbundellaseren kan gebruikt worden om elk metaal te verbinden, inclusief metalen die zelden door andere lasmethodes gelast worden: refractaire metalen (wolfram, molybdeen, niobium) en chemisch actieve metalen (titaan, zirconium, beryllium).

Elektronenbundellaseren is ook in staat ongelijke metalen te verbinden. De rangschikking is gedaan zoals in de figuur getoond.

Voordelen van Elektronenbundellaseren

1. Dichte continue letsel.
2. Het heeft lage vervorming.
3. Smal letsel en smalle warmtebeïnvloede zone.
4. Vulmetaal is niet vereist.
5. Het kan zowel uniforme als diffusie metalen lassen.
6. Het elektronenbundellasproces biedt hoge metaalverbindingsnelheid.
7. Het kan harde materialen lassen.
8. Het levert hoge oppervlakteafwerking letsel.
9. Het gehele proces in vacuüm heeft minder letseldefecten.

Nadelen van Elektronenbundellaseren

1. De apparatuur is zeer duur.
2. Het heeft hoge productiekosten.
3. Deze lasmethode heeft Röntgenstraling.
4. Het heeft hoge kapitaal- of installatiekosten.
5. Regelmatig onderhoud is vereist.
6. De afmeting van het werkstuk is beperkt volgens de vacuümkamer.
7. Het vereist hooggeschoolde arbeid.

Toepassingen van Elektronenbundellaseren

1. Het wordt gebruikt in luchtvaart- en scheepsbouwindustrieën voor infrastructuurwerk.
2. Deze lasmethode wordt over het algemeen gebruikt in auto-industrieën voor het verbinden van tandwielen, transmissiesystemen, turbocompressoren, enz.
3. EBM wordt toegepast om titaan en zijn legeringen te verbinden.
4. Het wordt in elektronische industrieën gebruikt om elektronische connectoren te lassen.
5. Dit EBM lasproces wordt ook gebruikt in kernreactoren en medische industrieën.

Download PDF van dit artikel

Nu downloaden

Nu hopen we dat alle vragen over EBM beantwoord zijn. Mocht u nog vragen hebben over Elektronenbundellaseren, kunt u een reactie achterlaten.

Dat is het, bedankt voor het lezen. Als u ons artikel leuk vindt, deel het dan met uw vrienden. Heeft u vragen over elk onderwerp? Laat een reactie achter in de commentaarsectie.

Abonneer u op onze nieuwsbrief om op de hoogte te blijven van nieuwe artikelen.