Elektronová svářečka MEBW-60/2

V roce 2005 projevili zástupci německé firmy zájem o začlenění elektronové svářečky SES-1 do svého výrobního programu. Na začátku následujícího roku se rozběhla výroba prototypu. Ačkoli se původně předpokládalo, že dodané zařízení se bude od svého vzoru lišit jen v detailech, ukázalo se, že bez řady zásadních změn není předání do výroby možné. Hlavními důvody inovací byla nedostatečná dokumentace, zastaralá elektronika, požadavky investora na použití moderních, dostupných prvků a harmonizace zařízení s platnými normami EU.

Pracovní komora MEBW-60/2

Téměř beze změn zůstalo elektronové dělo, pracovní komora a manipulátor. Vakuová komora má válcový tvar. Na jednom konci je válec komory uzavřen dvířky pro vkládání svařovaných částí. Dvířka jsou opatřena okénkem pro pozorování svařovacího procesu. Druhý konec válce komory je uzavřen víkem, ke kterému je připojen vakuový systém. Užitečný prostor komory má průměr 235 mm a délku 155 mm. Na válcové stěně komory jsou umístěny čtyři příruby po devadesáti stupních. Do nich lze montovat elektronové dělo, manipulátor a další přípravky v různých konfiguracích, a tak je možné i při malé velikosti komory svařovat širokou škálu součástí (např. i trubky s délkou několika metrů).

Pracovní komora a tryska MEBW-60/2Elektronová tryska MEBW-60/2 byla zkonstruována podle trysky stolní elektronové svářečky SES-11 a liší se od ní jen minimálně. Zdrojem elektronů je přímo žhavená wolframová katoda z drátu o průměru 0,15 mm ve tvaru písmene V. Použité urychlovací napětí je maximálně 60 kV. Maximální výkon je 2 kW. Elektrony jsou na povrch svařovaného materiálu zaostřeny jednou magnetickou čočkou. Pro statické vychylování elektronového svazku po vzorku ve dvou na sebe kolmých směrech je optická soustava vybavena magnetickým vychylovacím systémem. Vychylovací systém slouží také k rozmítání svazku při zobrazování svarů na principu snímání odražených elektronů 2 podobně jako v rastrovacím elektronovém mikroskopu. Stávající dělo je vybaveno bezpečnostním prvkem, který odvádí zbytkový náboj z držáku katody pokud není v prostoru trysky vakuum. Tím je obsluha chráněna před úrazem elektrickým proudem, např. během výměny katody.

Funkce Draw'a'weld

Svářečka je vybavena manipulátorem pro svařování rotačních svárů, který umožňuje rotační a lineární pohyb svařovaných součástí. Lineární pohyb ve směru osy rotace je používán pro hrubé nastavení svazku do místa svaru. Manipulátor je poháněn dvěma stejnosměrnými motory. Stěny komory, trysky, manipulátoru a olověné sklo průzoru ve dveřích komory mají dostatečnou tloušťku a chrání obsluhu před vznikajícím rentgenovým záření. Jednoduchý vakuový systém, který se skládá z rotační a dvou turbo-molekulárních vývěv, umožňuje rychlé vyčerpání komory (méně než 2 min) i její zavzdušnění (méně než 30 s). Pro provoz svářečky není potřeba žádné vodní chlazení (ani pro vývěvy ani pro čočky). Stojan a pracovní stůl svářečky mají jednotnou výšku kancelářského stolu. Nábytek je modulární, což usnadňuje jeho transport a umožňuje sestavit různé konfigurace (uspořádání do L, přímé, minimalistické).

Řidicí elektronika

Elektronika svářečky je tvořena šesti jednotkami: vysokonapěťovým zdrojem, zdroji pro elektronovou optiku, zobrazovaní a rastrovací jednotkou, řízením vakua, zdroji pro manipulátor a ovládacím panelem. Jednotky jsou uloženy ve dvou skříních pod deskou pracovního stolu svářečky. Společným rysem elektroniky je využití mikroprocesorového řízení, které přineslo větší uživatelský komfort, automatizaci řady funkcí, plnou digitalizaci, auto-diagnostiku, možnost dálkového řízení a řadu dalších.

Program pro řízení MEBW-60/2

Všechny ovládací prvky svářečky jsou umístěny na lehkém, přenosném pultu vybaveného grafickým displejem. Pomocí tohoto pultu je možné svářečku řídit v manuálním nebo v některém přeprogramovaném poloautomatickém režimu. Pro pokročilejší metody svařování, např. svařování po zadané křivce, je možné použít počítač s příslušným programovým vybavením

Výrobce

Elektronovou svářečku MEBW-60/2 vyrábí v licenci firma Focus GmbH.

Co je to svařování elektronovým svazkem?

Při svařování elektronovým svazkem slouží k ohřevu součástek elektrony urychlené elektrickým polem (60 kV), které jsou zaostřeny v místě svaru na velmi malou plošku. Tím je dosaženo vysoké hustoty energie podobně jako u laseru. Proces probíhá ve vakuu, čímž je zabráněno oxidaci svaru.

Elektronovým svazkem je možno provařit materiál do značné hloubky při minimální šířce tepelně ovlivněné oblasti (poměr hloubky a šířky svaru 10:1 i více). Svařovat lze většinu kovových materiálů i řadu jejich kombinací, například hliník s titanem, niklem nebo stříbrem, měď s nerezí nebo titan s ocelí.

Poznámky

Článek je zkrácenou verzí článku, který vyšel v časopise Jemná mechanika a optika3.

• 1. Dupák, J. – Vlček, I.  Elektronové dělo pro svařování v přístrojové technice. Jemná mechanika a optika, , roč. 44, 1999, s. 239–241, ISSN 0447–6441. 
• 2. Zobač, M.  Zobrazování svarů v elektronové svářečce. Brno: Fakulta elektrotechniky a informatiky VUT v Brně, Ústav radioelektroni­ky, 1998. 
• 3. Vlček, I. – Zobač, M. – Dupák, L. – Dupák, J. – Kapounek, P.  Prototyp stolní elektronové svářečky MEBW–60/2. Jemná mechanika a optika, , 53, 2008, s. 27–29, ISSN 0447–6441.