EBW में मुख्य प्रक्रिया चर

यह लेख इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग (EBW) में चार मुख्य प्रक्रिया चर पर प्रकाश फेंकता है। प्रक्रिया चर हैं: 1. त्वरित वोल्टेज 2. बीम पावर 3. बीम स्पॉट आकार 4. वेल्डिंग गति।

प्रक्रिया चर # 1. त्वरित वोल्टेज:

त्वरित वोल्टेज में वृद्धि के साथ, वेल्ड की पैठ बढ़ जाती है। उच्च वोल्टेज प्रणाली (70-150 केवी) बारीक स्पॉट आकार, लंबे समय तक फोकल लंबाई और अधिक से अधिक काम करने की दूरी की अनुमति देता है। इस प्रकार, लंबी बंदूक-से-काम की दूरी या संकीर्ण, समानांतर पक्षों के उत्पादन के लिए, त्वरित वोल्टेज का स्वागत करता है अधिकतम फोकल लंबाई प्राप्त करने के लिए बढ़ाया जाना चाहिए, छवि 14.6। इसका कारण यह है कि जब त्वरित वोल्टेज में वृद्धि की जाती है तो किसी दिए गए विद्युत सेटिंग के लिए आवश्यक किरण प्रवाह अनुपात में कम हो जाता है।

इस प्रकार, बीम में कम इलेक्ट्रॉनों के साथ एक दूसरे को पीछे हटाना, निम्न संबंध के अनुसार एक संकरा बीम का निर्माण होता है:

हालाँकि, उच्च वोल्टेज प्रणाली के लिए बंदूकें अधिक लंबी होती हैं और उच्च वोल्टेज इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है, यह जरूरी है कि बंदूक को स्थिर रखा जाए और इसके तहत काम चले।

उसी बीम पावर के लिए लेकिन कम गति वाले वोल्टेज में काम करने की दूरी कम हो जाती है और बीम अधिक अभिसरण होते हैं। इस तरह की बंदूक, यदि स्थिर रखी जाती है, तो छोटे कार्य क्षेत्र को कमांड करेगी, इस प्रकार इन्हें अक्सर वैक्यूम चैंबर में रखी गई स्थिर नौकरी के आसपास स्थानांतरित करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है।

प्रक्रिया चर # 2. बीम पावर:

प्रत्येक इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा 2mv ² द्वारा दी जाती है, लेकिन v, अर्थात, इलेक्ट्रॉन वेग त्वरक वोल्टेज के वर्गमूल के समानुपाती होता है, इसलिए प्रत्येक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा त्वरक वोल्टेज के लिए आनुपातिक होती है। चूँकि प्रति यूनिट समय पर पहुंचने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या बीम करंट के सीधे आनुपातिक होती है, इसलिए बीम की शक्ति को त्वरित वोल्टेज और बीम करंट के उत्पाद के संदर्भ में व्यक्त किया जा सकता है, जो कि वाट में होता है। जैसे ही बीम करंट बढ़ जाता है वेल्ड की पैठ भी बढ़ जाती है। काम की सतह पर बीम स्पॉट क्षेत्र द्वारा विभाजित बीम शक्ति ऊर्जा घनत्व देती है और यह 5 x 10 ⁹ डब्ल्यू / मिमी ² जितना अधिक हो सकता है।

एक इलेक्ट्रॉन बीम से गर्मी उत्पादन में 120 केवी का एक त्वरित वोल्टेज और 12.5 एमए के एक बीम वर्तमान की गणना इस प्रकार की जा सकती है:

इसलिए काम की सतह के साथ 1507 जूल प्रति सेकंड के प्रभाव के साथ 2.5 मिमी के बीम स्पॉट व्यास के साथ गर्मी ऊर्जा के रूप में जारी किया जाता है; यह ऊर्जा 17000 डिग्री सेल्सियस / सेकंड पर 6 मिमी मोटी टंगस्टन को ठीक करने में सक्षम है। 0.25 मिमी का एक कम बीम व्यास हीटिंग की दर में सैद्धांतिक रूप से एक-सौ गुना वृद्धि कर सकता है। यद्यपि ऊष्मा ऊर्जा का एक भाग चालन, वाष्पीकरण और विकिरण के नुकसान से लुप्त हो जाता है, लेकिन इलेक्ट्रान किरणों के साथ प्राप्त उच्च वेल्ड पैठ-टू-वेल्ड चौड़ाई अनुपात के लिए संकेतित शक्ति पर्याप्त रूप से अधिक है।

EBW इकाइयों में बिजली की रेटिंग 1.25 से 60 KW हो सकती है लेकिन अधिक सामान्य श्रेणी 3 से 35 KW है। इन इकाइयों को एक विशेष आउटपुट वोल्टेज और बीम वर्तमान देने के लिए डिज़ाइन किया गया है जैसा कि तालिका 14.2 में दिखाया गया है।

11 -25 मिमी / सेकंड की यात्रा गति से वेल्डेड टाइप 302 स्टेनलेस स्टील के लिए पैठ की गहराई पर बीम करंट का प्रभाव अंजीर में वोल्टेज को तेज करने के कार्य के रूप में दिखाया गया है, 14.7।

अंजीर। 14.7 वेल्ड प्रवेश पर बीम वर्तमान का प्रभाव

प्रक्रिया चर # 3. बीम स्पॉट आकार:

काम पर बीम स्पॉट का आकार एक महत्वपूर्ण कारक है क्योंकि यह वेल्ड की चौड़ाई के साथ-साथ ऊर्जा घनत्व और इस तरह प्रवेश-की-चौड़ाई अनुपात को प्रभावित करता है। त्वरित वोल्टेज और बीम करंट के आधार पर, 0-1 से 0-5 मिमी व्यास के बीच बीम स्पॉट का आकार प्राप्त करना संभव है। हालांकि, इस तरह के छोटे स्पॉट आकार को प्राप्त करना आसान नहीं है।

इसका कारण यह है कि बीम में इलेक्ट्रॉन विभिन्न वेगों पर चलते हैं और विद्युत चुम्बकीय लेंस के माध्यम से उनके पारित होने के दौरान वे एक ऑप्टिकल लेंस में गोलाकार विपथन के समान प्रभाव को झेलते हैं। इस प्रकार, किरणों के बाहरी शंकु को अक्षीय किरणों की तुलना में निकटता से फोकल किया जाता है क्योंकि चुंबकीय लेंस में ध्रुवों के टुकड़ों के लिए उनकी निकटता के कारण जहां क्षेत्र की ताकत अधिक होती है।

हालांकि उच्च वोल्टेज और लो बीम करंट एक छोटे स्पॉट आकार का पक्ष लेता है, फिर भी वेल्डिंग के लिए वांछित लंबे, संकीर्ण घने और सूक्ष्म रूप से फोकस्ड इलेक्ट्रॉन बीम को प्राप्त करना बहुत मुश्किल है। इसके अलावा, चुंबकीय लेंस के माध्यम से इसके पारित होने के दौरान बीम के रोटेशन के कारण किसी भी विषमता को फोकस और काम की दूरी में परिवर्तन के अनुसार अप्रत्याशित और परेशानी भरे तरीके से घुमाया जाता है।

अंजीर। 14.8 मनका ज्यामिति और पैठ पर ध्यान केंद्रित बीम का प्रभाव

एक तेजी से फोकस्ड बीम स्पॉट अधिकतम प्रभावी गर्मी घनत्व में परिणाम करता है, इस प्रकार यह एक संकीर्ण समानांतर-पक्षीय वेल्ड का उत्पादन करता है। ओवर-फ़ोकसिंग या अंडर-फ़ोकसिंग द्वारा बीम को डिफोकस करने से उथले या वी-आकार के वेल्ड बीड के परिणामस्वरूप काम की सतह पर स्पॉट आकार बढ़ जाता है; इन प्रभावों को चित्र 14.8 में दिखाया गया है।

प्रक्रिया चर # 4. वेल्डिंग गति:

बीम पावर के एक दिए गए स्तर के लिए, वेल्डिंग की गति कम यात्रा की गति में प्रवेश पर एक चिह्नित प्रभाव है जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 14.9; हालाँकि जैसे-जैसे गति बढ़ जाती है, पैठ पर इसका प्रभाव कम होता चला जाता है। यात्रा की गति में वृद्धि के साथ वेल्ड की चौड़ाई भी घट जाती है।

EBW के लिए आमतौर पर काम के लिए ऊर्जा इनपुट की दर के लिए स्वीकार किए जाने वाले अभिव्यक्ति समीकरण के अनुसार व्यक्त वेल्ड की मिमी लंबाई है,

ऊर्जा इनपुट, J / mm = VI / S = P / S …… (14.2)

कहा पे,

I = बीम करंट, एम्प्स

पी = बीम शक्ति, वाट या जूल / सेक

एस = वेल्डिंग गति, मिमी / सेकंड-

ईबीडब्ल्यू चर को धातु के विभिन्न मोटाई के वेल्डिंग के लिए उपलब्ध डेटा के साथ समीकरण (14.2) के उपयोग द्वारा रेखांकन द्वारा प्रक्षेपित किया जा सकता है। अंजीर। 14.10 इस तरह के डेटा को कुछ मिश्र धातुओं के लिए स्थापित शर्तों के आधार पर दिखाता है जो इस प्रक्रिया द्वारा अधिक बार वेल्डेड किए जाते हैं। इस तरह के रेखांकन किसी दिए गए मोटाई के विशेष मिश्र धातु को वेल्डिंग करने के लिए बिजली की प्रारंभिक सेटिंग्स और यात्रा की गति की आवश्यकता निर्धारित करने के लिए उपयोगी होते हैं।