اللحام بحزمة الإلكترونات

كيف تعمل

1. 1

   تحرير الإلكترونات. يُسخَّن كاثود من التنغستن (القطب السالب) حتى يطلق إلكترونات، كفتيلة المصباح القديم.

2. 2

   تسريعها. جهد عالٍ، عادةً نحو 30–150 kV، يسحب الإلكترونات عبر ثقب في الأنود (اللوح الموجب). فتغادر بجزء كبير من سرعة الضوء.

3. 3

   التركيز والتوجيه. تعمل ملفات مغناطيسية كعدسات: تضغط الحزمة إلى بقعة أصغر بكثير من مليمتر ويمكنها تحريكها لتشكيل اللحام.

4. 4

   ضرب الوصلة. عندما تصطدم الإلكترونات بالمعدن تتحول طاقة حركتها إلى حرارة تقريبًا فورًا. والفراغ (ضغط هواء يقارب جزءًا من مليون من العادي أو أقل) يمنع جزيئات الهواء من تشتيت الحزمة.

5. 5

   حفر ثقب المفتاح. كما في اللحام بالليزر، ينصهر المعدن ويتبخر جزئيًا، فتنفتح قناة بخارية ضيقة تمتد عبر السماكة كلها.

6. 6

   التحرك والتجمد. تحرّك الطاولة القطعة تحت الحزمة الثابتة. وخلف ثقب المفتاح يُغلق المصهور ويتجمد في درز قد يكون أعمق من عرضه بنحو 20 مرة.

حقائق أساسية

المواد

الفولاذ، الفولاذ المقاوم للصدأ، التيتانيوم، السبائك الفائقة من النيكل، النحاس، المعادن المقاومة للحرارة كالنيوبيوم والتنتالوم؛ وأزواج كثيرة من المعادن المختلفة

القطع النموذجية

دوّارات وتروس محركات الطائرات، قطع الصواريخ والأقمار الصناعية، تروس ناقل الحركة، تجاويف المسرّعات، مكوّنات نووية

حجم القطعة

من حسّاسات صغيرة إلى قطع بطول عدة أمتار؛ والحجرة هي الحد

الدقة

تشوه منخفض جدًا؛ وغالبًا يمكن لحام القطع قريبًا من حجمها النهائي، ضمن نحو ±0.1 mm

تشطيب السطح

درز ضيق وناعم على الوجهين عند الاختراق الكامل؛ ورذاذ قليل أو معدوم

حجم الدفعة المناسب

دفعات صغيرة إلى متوسطة من القطع عالية القيمة؛ وبعض مصانع تروس السيارات تشغّله بكميات كبيرة

كلفة العدّة والآلة

نحو عدة مئات الآلاف إلى بضعة ملايين من الدولارات، إضافةً إلى التثبيتات

السرعة

لحام سريع، غالبًا نحو 1 m في الدقيقة، لكن مع دقائق من تفريغ الهواء لكل حمولة حجرة

نقاط القوة والحدود

أين تُستخدم

• الطيراندوّارات ضواغط محركات الطائرات، هياكل التيتانيوم، فوهات الصواريخ
• الفضاءخزانات وقود الأقمار الصناعية وقطع دافعاتها
• السياراتتروس ناقل الحركة ومجموعات التروس
• العلوم والطاقةتجاويف مسرّعات الجسيمات، قطع المفاعلات النووية
• الطب والإلكترونياتالحسّاسات وأغلفة الأجهزة المحكمة

كيف تتعرف عليها

• درز ضيق ومستقيم للغاية، غالبًا بعرض أقل من 1–2 mm حتى في القطع السميكة.
• الدرز الرفيع نفسه ظاهر على الوجه الخلفي (اختراق كامل).
• معدن لامع خالٍ من الأكسيد بجانب الدرز، دون لون حراري، حتى على التيتانيوم.

قارنها بـ

شاهدها

Electron Beam Welding Animation: CGI Explainer

Cambridge Vacuum Engineering · المدفع والحزمة وثقب المفتاح، متحركة

Electron Beam Welding Explained

Aluminium Guide Videos · نظرة عامة مبسّطة عن العملية

Introducing TWI's Advanced Electron Beam Welding Equipment

TWI Ltd · آلات وحجرات حقيقية في مختبر أبحاث

Electron beam welding large components/assemblies

TWI Ltd · كيف تتسع القطع الكبيرة جدًا في حجرات تفريغ عملاقة

شاهد صورًا حقيقية

• ويكيبيديا: اللحام بحزمة الإلكترونات — المبدأ ومخططات المدفع والحجرة، مع روابط إلى صور
• البحث عن الصور في ويكيميديا كومنز