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진공 상태에서 금속을 접합하는 전자빔 용접 탐구하기

11월 22, 2024

전자빔 용접은 두 개 이상의 금속을 액체 상태에서 접합하는 정교한 방법입니다. 여기에는 물리적 시스템, 쉬운 다이어그램 및 프로세스 결과에 큰 영향을 미치는 프로세스 변수가 포함됩니다. 전자빔 용접이란 무엇일까요? 양극과 공작물이 만나는 지점에서 고에너지 전자빔을 방출합니다.

전자빔 용접 살펴보기: 진공 상태에서 금속 접합하기

전자빔 용접이란 무엇을 의미하나요?

전자빔 용접(EBW)은 빠른 속도로 이동하는 전자 흐름과 같은 촉매를 사용하는 공정입니다. 이렇게 하면 이러한 촉매와 금속 표면의 충돌로 인해 열이 방출됩니다. 그 결과 두 개의 용융 또는 부분적으로 녹은 금속이 견고하게 결합됩니다. 금속 시트 제작 이러한 부위에서 용접이 시작될 때 발생합니다. 전자의 산란을 막기 위해 진공 챔버가 이 절차에 자주 사용됩니다.

EBW는 최소한의 왜곡으로 용접 깊이를 구현하기 때문에 정확한 결과를 얻을 수 있는 것으로 유명합니다. 전자, 자동차, 항공우주 등 높은 정밀도와 품질이 요구되는 분야에 적용됩니다.

전자빔 용접기 제작.

전자빔 용접(EBW) 기계는 몇 가지 주요 요소로 구성됩니다. 이 모든 요소는 공정에서 없어서는 안 될 기능을 포함하고 있습니다. 용접기는 전자 빔을 생성하고 제어하여 접합할 재료에 정확하게 초점을 맞추는 역할을 합니다.

입자 가속기

고에너지 전자총을 모으는 도구는 "입자가속기"라는 다른 이름으로도 불립니다. 양성자, 중수자, 알파 입자 또는 전자와 같은 하전 입자를 고속으로 가속하기 위해 전기장을 사용하는 기본 핵무기 구성 요소입니다.

튜브에는 다이오드 건 또는 여러 전극으로 구성된 건이 포함되어 있습니다. 필라멘트는 전자를 생성하기 위해 열 방출에 영향을 미칩니다. 이 전자는 조준된 빔을 통해 양극으로 향하게 됩니다. 건 어셈블리는 또한 전자를 원하는 방향으로 유도하는 데 도움이 되는 전자기장을 생성합니다.

크게 보면

이 전자총에서 음극과 트리거 전극은 모두 동일한 전압을 가지므로 서로 끌어당기면서 동시에 빔의 방향을 음극에서 트리거 전극으로 바꿉니다.

양극

전자총 앞에는 전자를 공작물 쪽으로 가속하는 데 도움이 되는 양전하를 띠는 양극이 있습니다. 빔의 방향과 초점을 결정할 때 양극의 설계와 위치가 중요한 역할을 합니다. 이러한 세부 사항은 정확한 용접을 위해 매우 중요합니다.

초점 코일

포커싱 코일은 전자 빔을 작은 점으로 형성하는 역할을 합니다. 빔의 폭을 변화시켜 한 지점에 집중되도록 하는 렌즈와 같은 역할을 합니다. 이는 깊고 정확한 용접을 만드는 데 필요합니다. 따라서 포커싱 코일은 균일한 빔을 보장하기 위해 완벽하게 조정되어야 합니다.

디플렉션 코일

마그네토스탯은 편향 코일을 사용하여 빔을 조작하고 공작물 위로 향하게 하는 데 사용됩니다. 주변의 자기장을 수정하여 빔 궤적을 변경할 수 있습니다. 이제 빔은 복잡한 패턴을 따르거나 재료 자체를 움직이지 않고도 공작물의 다양한 부분에 도달할 수 있습니다. 복잡한 용접을 생성하려면 편향 코일의 고정밀 제어가 필요합니다.

진공 챔버

진공 챔버는 밀폐된 공간입니다. 마찰 교반 용접 프로세스가 발생합니다. 진공 상태에서는 전자가 산란되지 않으므로 전자가 필요합니다. 진공은 전자가 흩어지는 것을 방지하여 빔이 집중된 상태로 유지되어 재료의 깊이까지 도달할 수 있도록 합니다. 진공을 사용하여 산화를 방지하면 깨끗한 접합부의 용접이 가능해집니다.

워크호스는 용접하는 동안 블랭크를 단단히 고정합니다. 용접 연속성을 해칠 수 있는 움직임을 방지합니다. 워크호스는 블랭크의 모양과 치수에 따라 맞춤형으로 제작됩니다. 신뢰할 수 있는 용접을 일관되고 정확하게 수행하려면 적절한 배치가 필요합니다.

워크벤치

무대에서 구성 요소의 실제 용접이 진공 챔버 내부에서 이루어지는 곳입니다. 용접 필요에 따라 고정식 또는 조절식일 수 있습니다. 벤치가 불안정하면 작업 중인 부품도 정렬이 잘못되어 함께 용접할 때 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.

전자빔 용접의 작동 원리

전자 빔 용접은 빠른 전자를 제어된 방식으로 유도할 때 작동합니다. 건에서 전자를 생성하는 것으로 시작하여 가속 및 좁은 빔 포커싱으로 이어집니다. 빔은 공작물을 조준하고 표면에 도달하면 매우 높은 에너지 레벨로 공작물에 부딪칩니다. 이 경우 에너지는 열로 변환되어 재료를 녹여 용접물을 생성합니다.

전자 산란을 방지하려면 용접 중에 진공 환경을 유지해야 합니다. 또한 진공은 금속 접합 공정 중 산화 오염을 방지합니다. 초점 및 편향 코일을 사용하면 전자빔 경로를 정확하게 제어할 수 있습니다. 이 경우 복잡한 용접 형상을 높은 정밀도로 만들 수 있으며, 이러한 모든 작업이 이루어집니다.

전자빔 용접을 사용해야 하는 이유

전자빔 용접이 기존 방식보다 선호되는 이유는 여러 가지가 있는데, 매우 낮은 왜곡으로 깊고 좁은 용접 비드를 만들 수 있을 정도로 높은 정밀도를 달성할 수 있습니다. 이 기술은 진공 환경에서 이루어지므로 산화가 일어나지 않아 깔끔한 용접 비드를 만들 수 있습니다.

또한 용접 시 변형을 일으키거나 강도를 떨어뜨릴 수 있는 열 영향 영역이 최소화됩니다. 심지어 서로 다른 금속 제조 기술 따라서 다목적이며 그 외에도 합금도 가능합니다. 게다가 이 방법을 사용하면 자동화가 가능하므로 대량 생산에 사용할 수 있습니다.

전자빔 용접의 단점

전자빔 용접에는 많은 장점에도 불구하고 몇 가지 제약이 있습니다. 높은 장비 및 유지보수 비용으로 인해 소규모 작업장에서는 활용하기가 더 어렵습니다. 용접할 수 있는 가장 큰 공작물은 진공 챔버가 필요하기 때문에 크기가 제한됩니다.

기계 부품의 설정과 정렬을 위해 숙련된 작업자가 필요하기 때문에 복잡성이 증가합니다. 또한 이 방법은 빔이 직접 접근할 수 있는 영역에만 적용할 수 있으므로 다음과 같은 경우에만 적용이 제한됩니다. 복잡한 지오메트리. 특정 애플리케이션을 위해 EBW를 선택할 때는 이러한 요소를 고려해야 합니다.

전자빔 용접의 응용

전자빔 용접은 정밀하고 고품질의 용접을 원하는 다양한 산업 분야에 적용됩니다. 전자빔 용접의 적용 분야

항공우주 분야에서는 터빈 블레이드 및 연료 시스템과 같은 중요한 부품을 접합할 때 사용됩니다. 자동차 산업에서는 고강도 강철 및 알루미늄 부품을 접합하는 데 EBW를 사용합니다. 예를 들어 전자 분야에서는 마이크로 회로 및 센서와 같은 섬세한 부품의 정밀 용접에 사용됩니다.

의료 분야에서는 수술용 이식 장치와 수술 기구를 제조하는 데 이 기술을 사용합니다. 원자로의 재료 및 연료 어셈블리 용접에도 사용되므로 원자력 발전소의 고급 용도에 적합합니다.

다른 공간 접합 기술 중 용접에 대해 분석합니다. 이 섹션에서는 매우 정밀한 작업에 필수적인 두 가지 고도로 정교한 기술 간의 주요 차이점을 분석합니다. 두 부품을 접합하는 전자빔 용접에서는 빠른 속도의 전자 흐름이 사용됩니다.

반대로 집중된 빔은 레이저 용접의 주요 요구 사항입니다. EBW는 전자가 대기 중으로 분산되지 않는 진공 상태에서 수행하는 것이 좋으며, 그렇지 않으면 LW 기술을 사용하여 일반 대기 조건에서도 수행할 수 있습니다. 마찬가지로, 전자는 얇은 시트를 용접하는 데 사용되는 후자와 달리 심용접에 이상적입니다. 예술에서의 금속 가공 또는 레이저 빔 방식을 사용하는 알루미늄과 같은 경량 소재를 사용합니다.