74. Електроустановки високо інтенсивного нагрівання. Переваги, недоліки, принцип дії.

Електронно-променеві установки (ЕПУ) застосовуються для обробки тугоплавких і хімічно-активних металів, зварювання, випаровування металів і оксидів, вирощування монокристалів, металізація, напилення та ін.

Переваги електронно-променевого нагрівання:

1. можливість плавно змінювати питому енергію в зоні нагрівання в широких межах;

2. пелика питома потужність (МВт) в місці дії променя на виріб що обробляється;

3. просторове управління положенням променя за допомогою магнітної системи;

4. можливість використання вакууму в якості робочого середовища;

5. малорозмірний вплив променя на виріб.

Недоліки:

1. необхідність забезпечення високого вакууму;

2. складність виготовлення і експлуатації ЕПУ;

3. висока вартість обладнання.

- енергія електрона

- потужність променя

де прискорююча наруга

Питома потужність променя:

де поперечний переріз електронного променя на поверхні що обробляється.

Швидкість електронів сформованого пучка, який проходить через робочу камеру в момент впливу на оброблювану поверхню визначається:

Глибина проникнення електронів:

де густина матеріалу.

Плавлення за допомогою ЕПУ застосовують для отримання особливо чистих металів.

Показники плавлення:

• питома енергія електронного променя;

• теплопровідність;

• температура плавлення речовини.

Переваги при такому плавленні:

• інтенсивне видалення розчинених у металі газів, що покращує його механічні властивоті;

• очищення від деяких розчинених шкідливих домішок;

• значне зниження окислюваної дії кисню за рахунок видалення газоподібних окислів із зони.

ЕПУ для переплавлення металобрухту складається з електронної пушки, форми для завантаження металобрухту і додаткових пристроїв.

ЕПУ для вирощування монокристалів містить електронну пушку, тигель для завантаження металу що переплавляється, затравку для формування моокристалів і допоміжні пристрої.

ЕПУ для випаровування у вакуумі містять електронну пушку, тигель з випарованою речовиною, що охолоджується водою, відхиляюча система, бункер з жолубом і вібратором, допоміжні пристрої.

Електронно-променева термообробка застосовується для відпалювання матеріалів у вакуумі з метою підвищення їхньої пластичності і очищення поверхні від абсорбуючих газів.

Електронно-променеве зварювання проводиться за допомогою тонкого пучка електронів, який сфокусований на стику зєднуваних деталей і нагріває їх до плавлення.

Коструктивні особливості ПУЕ:

ЕПУ включає енергетичий і електромеханічний комплекси.

Енергетичний комплекс містить: електронну пушку, систему електроживлення і систему управління променем.

Електронна пушка – це пушка в якій пучок електронів, що виходить з катоду (емісія) формується в електричному і магнітному полях в промінь, який прискорюється в електричному колі і проходячи через отвір в аноді спрямовується на обєкт, що нагрівається.

Електропостачання ЕПУ отримують від високовольтних джерел живлення постійного струму.

Вони містять: підвищуючі трансформатори і високовольтні випрямлячі, які зібрані на тиратронах, симнових елементах або кремневих діодах.

В системі електропостачання ЕПУ розрізняють основні і допоміжні кола.

До основних відносяться кола живлення перетворювача постійного струму і кола, які забезпечують роботу вакуумної камери.

До допоміжних відносяться кола фокусування, відхилення і розгортки променя.

Світлопроменеві установки (СПУ) застосовують в технологічних процесах обробки різних матеріалів будь-якої твердості.

Особливістю лазерної установки є локальний розігрів матеіалу що оброблється

,

де температуро-провідність матеріалу, ;

тривалість впливу лазерного випромінювання.