Elektronenstraallas Uitgelegd: Definitie, Proces en Voordelen

Wat is Elektronenstraallas?

Elektronenstraallas (EBW) is een smeltlasproces waarbij een bundel van hoge-snelheid elektronen toegepast wordt op twee materialen die samengevoegd moeten worden. De werkstukken smelten en vloeien samen als de kinetische energie van de elektronen omgezet wordt in warmte bij impact. EBW wordt vaak onder vacuümcondities uitgevoerd om dissipatie van de elektronenstraal te voorkomen.

Elektronen worden gegenereerd via een elektronenkanon en vervolgens versneld tot zeer hoge snelheden met behulp van elektrische velden. Deze hoge-snelheid stroom elektronen wordt vervolgens gefocust met magnetische velden en precies toegepast op de materialen die samengevoegd moeten worden.

Als de elektronen de materialen raken, wordt hun kinetische energie omgezet in warmte, wat ervoor zorgt dat de metalen smelten en samen vloeien. Elektronenstraallas vindt over het algemeen plaats in een vacuüm, aangezien de aanwezigheid van gasmoleculen de bundel kan verstrooien.

Vanwege de hoge spanningen die betrokken zijn bij EB-lassen, en de vereiste vacuüm, is het hele proces gecomputeriseerd en zwaar geautomatiseerd. De precieze aard van de technologie roept vaak gespecialiseerde vastzetapparaten op om onderdelen voor verbinding te bevestigen, en CNC-tabels worden vaak gebruikt om de vastzetapparaten en werkstukken binnen de laskamer te verplaatsen.

Elektronenstraallasapparaten zijn erg duur, moeten strikt onderhouden worden, en de ondersteuning die vereist is door de hoge spanning en hoge vacuüm technologieën kan veeleisend zijn. Echter, elektronenstraallassen zijn ongelooflijk precies, sterk, en zuiver, het hele proces is accuraat herhaalbaar, en voor veel toepassingen en materialen, is elektronenstraallas de beste verbindingstechnologie die er is.

Een Typische Elektronenstraallas Procedure

Hoewel elke Elektronenstraallas klus anders is, is er een basisprocedure die we bij EB Industries volgen, wat ons in staat stelt om zowel laskwaliteit als productiesnelheid te handhaven.

• De te monteren onderdelen worden grondig geïnspecteerd en gereinigd;
• Vastzetapparaten om de onderdelen veilig op hun plaats te houden tijdens het lasproces worden bedacht. We proberen het aantal onderdelen dat per vacuümcyclus gelast kan worden te maximaliseren om hoge productiesnelheden te handhaven. Indien nodig, worden vastzetapparaten op maat gemaakt in onze complete machine shop;
• Onderdelen worden in hun vastzetapparaten geladen en de vastzetapparaten bevestigd aan de CNC-tafel van de Elektronenstraallasapparaat. De CNC-tafel is geprogrammeerd om de onderdelen precies in positie te brengen onder de elektronenstraal tijdens het lasproces;
• De vacuümkamer wordt beveiligd en de lucht eruit gepompt om de benodigde gedeeltelijke of volledige vacuüm te bereiken zoals vereist door de klantspecificatie;
• Indien nodig, worden proeflassen uitgevoerd om te controleren op juiste bundeluitlijning en focus, bundelvermogen, lasdiepgang en algehele kwaliteit van de las. Parameters worden zo nodig aangepast, en continu gemonitord tijdens alle lasoperaties;
• Als het een productielascyclus is, initieert de lasoperator de CNC-tafelprogrammering en Elektronenstraal vuurcyclus. De onderdelen worden dan Elektronenstraal gelast;
• Aan het einde van de lascyclus, wordt de vacuümkamer afgedempt en de onderdelen en vastzetapparaten uit de lasapparaat gehaald;
• De onderdelen worden zorgvuldig uit hun vastzetapparaten gehaald en vervolgens aan een volledige kwaliteitscontrole inspektie onderworpen.

Werking van Elektronenstraallas

Elektronenstraal (EB) lassen is een smeltlasproces waarbij elektronen gegenereerd worden door een elektronenkanon en versneld tot hoge snelheden met behulp van elektrische velden. Deze hoge-snelheid stroom elektronen wordt strak gefocust met magnetische velden en toegepast op de te verbinden materialen. De bundel elektronen creëert kinetische warmte bij impact op de werkstukken, wat ervoor zorgt dat ze smelten en samen binden.

Elektronenstraallas wordt uitgevoerd in een vacuümomgeving, aangezien de aanwezigheid van gas de bundel kan laten verstrooien. Vanwege het een vacuümproces is en de hoge spanningen die gebruikt worden, is deze lasmethode zwaar geautomatiseerd en gecomputeriseerd. Als resultaat worden gespecialiseerde vastzetapparaten en CNC-tabels gebruikt om de werkstukken binnen de lasvacuümkamer te verplaatsen.

Recente ontwikkelingen in elektronenstraallas machine technologie hebben een lokale methode van elektronenstraallas gerealiseerd, waarbij de elektronenstraalpistool ingesloten is in een vacuümdoos aan de kant van het te verbinden materiaal, in plaats van het gehele werkstuk in een vacuümkamer te plaatsen.

In Elektronenstraallas, wordt het elektron geproduceerd door de kathode van de elektronenkanon. Na de kathode, wordt een cup rooster gegeven. Het voorkomt de divergentie van elektronen en controleert ze. Vanwege de hoge spanning die toegepast wordt over de kathode en anode. De anode die positief geladen is, trekt het elektron uit het cup rooster.

De anode versnelt het elektron en de snelheid neemt toe en bereikt het bereik van 50.000 – 200.000 km/s. Vanaf de anode, wordt de hoge-snelheid elektronenstraal door de magnetische lens en afbuigspoelen geleid.

De magnetische lens focust de elektronenstraal op de gewenste locatie op het werkstuk. En de afbuigspoel buigt de bundel naar het vereiste lasgebied. Als de hoge-snelheid elektronenstraal het werkstuk raakt, wordt intense warmte geproduceerd en het smelt het metaal van de twee werkstukken en vult het lasgebied. De gesmolten las verstolt en vormt een sterke lasnaad.

Toepassing van Elektronenstraallas

• Het wordt gebruikt in de luchtvaartindustrie voor het fabriceren van straalcomponenten, structuurdelen, transmissiedelen en sensoren.
• Het wordt gebruikt in de energieopwekkingsindustrieën.
• Het wordt gebruikt in de ruimtevaartindustrie om titanium tanks en sensoren te bouwen.
• Het wordt gebruikt in de auto-industrie om transmissiesystemen, tandwielen, en turbo's te fabriceren.
• Het wordt gebruikt in de elektrotechnische en elektronische industrieën om onderdelen van koperstructuren te fabriceren.
• De andere gebieden waar het gebruikt wordt zijn kernindustrie, medisch, onderzoekscentra, etc.

Voordelen van Elektronenstraallas

• Hoge lassnelheid.
• Lassen van ongelijke metalen kan gedaan worden.
• Hoge laskwaliteit en precisie.
• Lage bedrijfskosten.
• Materialen met hoge lastemperaturen kunnen gemakkelijk gelast worden.
• Minder vervorming door minder beïnvloede warmtezone.
• De schoonmaakkosten zijn verwaarloosbaar.
• Het last dikke platen, variërend van 0,025 mm tot 100 mm.
• Het is in staat om onbereikbare naden te lassen.

Nadelen van Elektronenstraallas

• De apparatuurkosten zijn erg hoog.
• Hooggeschoolde operator is vereist om het te bedienen.
• Een hoge vacuüm is vereist.
• Vanwege de operatie in vacuüm, kunnen grote werkstukken niet gelast worden.
• Hoge veiligheidsmaatregelen zijn nodig om ermee te werken.