Електронно-променевим зварюванням

називають спосіб утворення нерозбірного з'єднання двох, виробів, місця з'єднання яких, розплавляють теплотою, що виділяється у процесі бомбардування їх електронами, які швидко рухаються у вакуумі.

При потраплянні на поверхні зварюваних виробів електрони гальму­ються, внаслідок чого їх кінетична енергія перетворюється на теплову.

Електронний промінь має велику густину енергії, тому місце з'єднання виробів глибоко проплавляється.

Електронним променем зварюють вироби у спеціальних вакуумних камерах, в які вмонтовано електронно-променеві -гармати. У них утворюється сфокусований потік електронів.

Цей спосіб зварювання використовують у процесі виготовлення конструкцій із нержавіючих і міцних сплавів на основі алюмінію та титану, а також з деяких видів кераміки, скла та кераміки з металами. Зварювання електронним променем дає велику якість з'єднання, затрати енергії при цьому на 80-85% менші, ніж у процесі автоматичного зварювання під шаром флюсів.

Основними недоліками цього способу зварювання є необхідність створення вакууму й обмеженість розмірів вакуумних камер.

Лазерним зварюванням

називають спосіб утворення нерозбірного з'єднання двох виробів, місця з'єднання яках розплавляють за допомогою потужного світлового променю.

Джерелом отримання потужних світлових променів є оптичні квантові генератори - лазери. Для зварювання використовують твердотільнї та газові лазери. Частіше використовують газові СО2-лазери. Зварювання за допомогою лазерів проводять у будь-якому середовищі, яке пропускає світлові промені, - на повітрі, в інших газах та у вакуумі.

Зварювання лазером ефективно використовують для з'єднання виробів, виготовлених із металів, які мають різну температуру плавлення та теплопровідність, наприклад мідь і тантал, вольфрам і алюміній, а також металів із. неметалами. Воно незамінне тоді, коли необхідна локальність нагріву або треба уникнути механічної дії на зварювані вироби, оскільки вони крихкі.

Залежно від режиму дії лазерів (імпульсний або безперервний) відомо два способи зварювання: точковий і шовний.

У процесі зварювання використовують продуктивні установки. Так, для шовного зварювання використовують установку «Квант-17», яка має два активних елементи, виготовлених із гранату. Тривалість імпульсів - 5 мкс, їх частота - 10 Гц. Швидкість зварювання залежить від товщини виробів. Так, якщо діаметр світлового променя 0,85 мм і глибина шва 0,1 мм, то швидкість зварювання становить 8,3 мм-с-¹, а якщо глибина шва 0,3 мм, то швидкість - 5,8 мм-с-¹. Використання цієї установки для герметизації корпусів інтегральних мікросхем одночасно двома променями дає можливість за одну годину зварити 120 виробів.

Для зварювання виробів великої товщини використовують газові лазери безперервної дії. В автомобільній промисловості СО2-лазерами зварюють деталі кузовів, карданного вала. Використання лазерів для зварювання карданного вала збільшує продуктивність у 2,3 рази порівняно з електродуговим способом. Крім того, зменшується деформація виробів.

Значне місце займають лазери у випадку приварювання виводів контактів напівпровідникових пристроїв, тонко-плівкових схем; при з'єднанні деталей у труднодоступних місцях, наприклад всередині електровакуумних приладів.

Неметалеві матеріали (скло, кераміку тощо) зварюють СО₂-лазерами. Випромінювання з довжиною хвилі 10,6 мкм добре поглинається склом, тому лазери використовують для виготовлення скляних термометрів, зварювання скляних і кварцових трубок діаметром до 200 мм і товщиною до 6 мм.

Плазмовим зварюванням

називають спосіб утворення нерозбірного з'єднання двох виробів, місця з'єднання яких розплавляють плазмою.

Плазму отримують у спеціальних приладах, які називають плазмотронами. Будова та принци роботи плазмотронів описано у § 10.3.

Для зварювання використовують плазму у вигляді потоку, температура якого досягає 30000°С. Потужність плазмового потоку регулюють зміною сили струму та напруги, складу та витрат плазмо-утворюючого газу, відстані між соплом і зварюваними виробами. Змінюючи потужність плазми, можна зварювати вироби товщиною 0,08-5 мм; отриманий шов дуже якісний.

Для зварювання виробів, виготовлених із металів, використовують -плазмотрони із залежною дугою. Напівпровідникові та діелектричні матеріали зварюють за допомогою плазмотронів із незалежною дугою.

Порівняно з аргонно-луговим зварюванням за допомогою вольфрамових електродів плазмове зварювання має ряд переваг.

По-перше, плазма як концентроване джерело теплової енергії дає можливість зварювати вироби товщиною до 10 мм без присадного дроту. По-друге, плазма є стабільною, що забезпечує якість швів. Недолік, полягає в недовговічності плазмотронів, оскільки швидко виходять з ладу сопла й електроди.

Б. Термомеханічні способи зварювання