Установки для обработки электронным лучом - это сложные устройства, основанные на достижениях современной электроники, электро-техники и автоматики. Основная их часть - электронная "пушка", генерирующая пучок электронов. Электроны, вылетающие с подогретого катода, остро фокусируются и ускоряются специальными электростатическими и магнитными устройствами. Благодаря им электронный луч сфокусирован на площади менее 1 мкм. Обработка ведется в высоком вакууме. Это необходимо, чтобы создать для электронов свободные условия, без помех, пробега от катода до заготовки.

Обрабатываемое изделие устанавливается на столе, который может двигаться по горизонтали и по вертикали. Луч благодаря специальному отклоняющему устройству также может перемешаться на небольшие расстояния (3-5 мм.). Когда отклоняющее устройство отключено и стол неподвижен, электронный луч может просверлить в изделии отверстие диаметром 5-10 мкм. Если включить отклоняющее устройство (оставив стол неподвижным), то луч, перемещаясь, будет действовать как фреза и сможет прожигать небольшие пазы различной конфигурации. Когда же нужно "отфрезеровать" более длинные пазы, то перемещают стол, оставляя луч неподвижным.

Техника безопасности.

Техника безопасности - одно из главных направлений работы по охране труда на наших фабриках и заводах. Контроль за соблюдением режимов работы и отдыха в зависимости от условий труда, норм освещенности рабочих мест, допустимого уровня шума и загрязненности в цехах, забота о медицинском обслуживании, о спецодежде, удобных раздевалках и душевых, специальном питании для тех, кто работает в цехах с вредным производством, и многое другое входит в понятие "охрана труда".

Рис 3 Угловые швы В нашей стране охране труда и технике а)Лубовые б)Фланговые в) Комбинированные. безопасности на производстве уделяется большое влияние. Местные комитеты профсоюзов наравне с администрацией ведут строгий контроль за выполнением мероприятий, обеспечивающих хорошие условия труда и безопасность работы на предприятиях.

Но не так уж и безопасна работа сварщиков…

В каждой отрасли народного хозяйства, для каждой профессии есть свои средства защиты и безопасности. Так, например, сварщик обязательно должен работать в брезентовом комбинезоне и темных очках. Но не всегда этих средств достаточно, чтобы обеспечить нам безопасность при работе.

Создание маски сварщика.

Одни ученые исследуют принципы и способы движения животных, чтобы, поняв их, создать машины и механизмы, способные двигаться подобно им. Еще Леонардо да Винчи, наблюдая за полетом птиц, пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями - орнитоптер. А в наши дни конструкторы построили снегоходную машину "пингвин", заимствовав у популярных птиц не только способ передвижения, но и названия для нее. Лежа широким днищем на поверхности снега, машина отталкивается от него колесами с лопастями, словно пингвин - ластами, и движется по глубокому рыхлому снегу со скоростью 50 км в час при массе свыше 1 тонны.

Другие изучают органы чувств животных, чтобы сконструировать приборы, способные видеть в темноте, слышать под водой, улавливать тонкие запахи или самые незначительные колебания температуры. Например, однажды было замечено, что обыкновенный голубь может не мигая и не щурясь смотреть на солнце. Ученые исследовали строение глаза голубя и обнаружили в нем специальный микроорган, похожий на гребешок. Оказалось, что этот "гребешок" особым образом рассеивает яркий свет и защищает от него глаз птицы. Поэтому принципу конструкторы смогли создать новую, очень удобную маску для сварщиков, работающих с яркой электрической дугой.

Сварочный аппарат.

Принципы действия телевизора, электронного микроскопа и электронного сварочного аппа­рата одинаковы. Разница в том, что для те­левизора или микроскопа нужны пучки электро­нов малой мощности, а для машинострое­ния — большой.

Главные части электроннолучевых устано­вок — электронная пушка (источник, генера­тор электронов) и устройства (пластины, ка­тушки и т. д.), создающие электромагнитное поле высокого напряжения, которое ускоряет, фокусирует и направляет пучок электронов.

Электронно-оптические элементы динамиче­ской фокусировки позволяют быстро изменять фокусное расстояние всей системы по коман­дам от управляющего устройства или ЭВМ.

Чтобы электроны не растрачивали энергию на столкновение с молекулами воздуха и что­бы не окислялась заготовка при разных тех­нологических операциях, ее вместе с “пушкой” помещают в глубокий вакуум, где давление примерно в миллиард раз меньше атмосфер­ного.

Электронный луч может работать как иде­альная металлургическая печь. Причем пучок электронов расплавляет металл в очень тон­ком слое, который затем мгновенно отдает теп­лоту в соседние, холодные области металла. При этом происходит измельчение зерен метал­ла и хрупкие материалы становятся пластичны­ми, мелкозернистая, подобно стеклу, структу­ра металла позволяет довести прочность по­верхности до самого высокого теоретически возможного предела. Закалка таким способом режущего инструмента в несколько раз повы­шает срок его жизни.

Не следует думать, что электроннолучевая технология (ЭЛТ) применима только для дета­лей небольших размеров. В современных агре­гатах с мощностью пучка до нескольких мега­ватт можно выплавлять слитки массой в десят­ки тонн. Электроннолучевой переплав иде­ален в смысле чистоты. Причем чистый ме­талл получают то в виде порошков, то в виде слитков сложной формы. Можно переплавлять в условиях стерильной чистоты отходы ценных металлов. Эти “отходы” заключают в себе гро­мадный труд, который потребовался бы для получения редких и ценных металлов.

Электронный луч способен сваривать любые тугоплавкие металлы, камни и керамику. При электроннолучевой сварке расходуется в 20 раз меньше электроэнергии, чем при дуговой. Ведь здесь не приходится впустую разогревать боль­шие объемы материала. Луч легко переме­щать, отклоняя поток электронов магнитным полем и оставляя само изделие неподвижным. Достигается ювелирная точность сварки и от­падает надобность в громоздких приспособ­лениях для перемещения изделий. Для сварки корпусов ракет, деталей подводных кораблей, тепловыделяющих элементов атомных станций созданы сварочные камеры диаметром более 10 м. Вес обрабатываемых в них заготовок достигает 25 т.

Электроннолучевые установки применяют и в полевых условиях при прокладке трубопро­водов.

Рис4. Тавровые соединения. При электроннолучевом испарении металла а)Угловые б)Стыковые. его поверхность бомбардируют электронами. При этом испаряется только сам металл, не загрязняясь никакими посторонними приме­сями. Испарению (и осаждению) таким ме­тодом поддаются нелетучие и тугоплавкие соединения — оксид алюминия, оксид кремния, стекло, карбиды металлов. Вакуумное осажде­ние тончайших пленок незаменимо для полу­чения интегральных схем микроэлектроники.