Федеральне агентство з освіти РФ
Пермський державний технічний університет
Кафедра: В«Зварювального виробництва і технології конструкційних матеріалівВ»
Реферат
По предмету В«Технологія конструкційних матеріалівВ»
На тему:
Променеві методи обробки матеріалів
Виконав: ст. гр. ПКМ-07-1
Глезман А.В.
Перевірив: доцент Лямін Я.В.
Перм 2009
Зміст
Введення
Електронно-променева обробка матеріалів
Технологія електронно-променевої обробки конструкційних матеріалів
Випаровування матеріалів
Електронно-променева плавка металів
Електронно-променева зварка
Лазерна обробка матеріалів
Лазерна поверхнева обробка
Лазерне різання
Лазерна обробка отворів
Іонно-променева обробка матеріалів
Іонне легування
Іонно-променеві методи осадження покриттів і іонна літографія
Список використаної літератури
Введення
Протягом останніх 30 років сформувалася електронно-та іонно-променева технологія обробки матеріалів. У цій новій області електронні та іонні пучки безпосередньо використовуються для здійснення технологічних процесів. Можливі застосування електронно-та іонно-променевої технології простягаються від отримання субмікроскопічних структур в мікроелектроніці до виплавки великих злитків в металургії. Спільним для всіх цих установок є використання електронних та іонних пучків.
Приблизно в 1965 році електронно-променева плавка, зварювання,
напилювання і обробка поверхонь були впроваджені в промислове виробництво. В даний час широко використовуються в виробництві та іонно-променеві технології. Освоєння лазерних технологій значно підвищує ефективність сучасного виробництва.
Електронно-променева обробка матеріалів
Електронно-променева обробка здійснюється у вакуумі при наявність спеціального обладнання: технологічної камери з вакуумною системою і електронної гармати з високовольтним джерелом живлення.
На рис. 1.1 представлена ​​типова функціональна схема електронно-променевої установки. Установка складається з вакуумної камери 1, в верхній частині якої розміщується електронна гармата 2. До гармати за допомогою кабелю високої напруги підводяться живлення від високовольтного випрямляча 3. Всередині камери може також знаходитися механізм переміщення 5 оброблюваного виробу 6. Управління всіма агрегатами ведеться з пульта управління 4. Вакуум в технологічній камері створюється за допомогою вакуумної системи 7.
Рис. 1.1 - Функціональна схема технологічної електронно-променевої установки: 1 - вакуумна камера; 2 - електронна гармата; 3 - високовольтний випрямляч; 4 - пульт управління; 5 - механізм переміщення оброблюваного виробу; 6-оброблюваний виріб
Вакуум при електронно-променевої обробці необхідний як для створення та формування електронного пучка, так і для захисту оброблюваного металу від дії кисню та азоту повітря, прискорення дегозаціі металу при плавленні, видалення деяких шкідливих домішок і ін
До електронно-променевим установкам пред'являється ряд загальних вимог. Робоча камера повинна бути газонепроникною і мати міцність, достатньою, щоб витримати атмосферний тиск при створенні вакууму всередині камери. В якості матеріалу камери краще застосовувати нержавіючу сталь. Товщину стінки камери вибирають з умов міцності з урахуванням забезпечення непроникності для рентгенівського випромінювання. Камера забезпечується оглядовими вікнами для спостереження за процесом. Товщина скла і його якість повинні забезпечувати міцність, герметичність і захист від рентгенівського випромінювання. Камера повинна мати люки, що забезпечують завантаження виробів, що підлягають електронно-променевої обробці.
Електронно-променеві технологічні установки складаються з двох основних комплексів: енергетичного та електромеханічного, До енергетичного комплексу відноситься апаратура, призначена для формування пучка електронів з заданими параметрами управління його потужністю і становищем у просторі. Електромеханічний комплекс установки призначений для герметизації і вакуумування робочого об'єму, виконання всіх настановних, транспортних і робочих переміщень оброблюваного виробу і електронної гармати.
Вакуумні камери для електронно-променевої обробки є одним з найбільш важливих вузлів установки для електронно-променевого обробки. Від їх форми, конструкції, жорсткості і габаритів залежать габарити і якість оброблюваних за одну відкачку виробів, зручність їх завантаження та вивантаження, можливість припасування додаткових обсягів у потрібному напрямку і ін За ступенем спеціалізації розрізняють два типи камер: універсальні та спеціалізовані. Універсальні камери призначені для обробки виробів будь-якої форми і габаритів в межах габаритів камери. Такі камери використовуються в одиничному і дрібносерійному виробництві і випускаються відповідно до прийнятими параметричними рядами. Це дає можливість вибрати камери найбільш відповідних розмірів стосовно до конкретних виробів. Спеціалізовані камери нерозривно пов'язані з конструкцією і габаритами конкретного виробу або групи виробів. Часто спеціалізовані камери виконують за формою оброблюваного виробу.
откачного системи служать для створення і підтримки в процесі роботи високого вакууму в ускоряющем проміжку електронної гармати та у вакуумній камері.
Маніпулятори призначені для робочих, настановних і транспортних переміщень оброблюваного виробу і електронної гармати.
Системи спостереження, використовувані при електронно-променевої обробці, в більшості випадків потребують захисту їх від запилення парами оброблюваних матеріалів.
Оглядове вікно крім міцного іллюмінаторного скла містить рентгенівське скло, необхідне для захисту обслуговуючого персоналу від рентгенівського випромінювання з області взаємодії електронного пучка з металом.
Допоміжні пристрої та механізми призначені для викочування маніпуляторів з вакуумної камери (висувні платформи), для зборки виробів та інших цілей.
Електропривод в установках для електронно-променевої обробки управляється як в ручному дистанційному режимі для простих систем, так я в автоматичному режимі для більш складних систем.
Керуючі функції можуть виконуватися за допомогою комп'ютерних систем або засобами локальної автоматики.
Технологія електронно-променевої обробки конструкційних матеріалів
При здійсненні всіх електронно-променевих процесів електронний пучок використовують як енергоносій, який в відповідному виді впливає на оброблюваний матеріал. Пучок генерується в електронній гарматі і через вихідний отвір гармати виводиться в технологічну вакуумну камеру. У ній розміщені або в неї вводяться об'єкти електронно-променевого процесу - заготівлі або матеріали.
При зустрічі електронного пучка з речовиною кінетична енергія електронів пучка. взаємодіючих з атомами речовини, в результаті ряду елементарних процесів перетворюється в інші форми енергії. При зварюванні, плавці, випаровуванні і термічній обробці використовується виникає при цьому теплова енергія. При нетермічний обробці та інших процесах хімічної електронно-променевої технології зіткнення електронів пучка з атомами і молекулами збуджують і іонізують последнии, викликаючи хімічні реакції між ними. Ці ефекти впливу електронного пучка на речовину і визначає області електронно-променевої технології.
Випаровування матеріалів
Випаровування (точніше, випарне осадження) у вакуумі є важливим способом отримання тонких плівок.
Використання електронних пучків в процесах, пов'язаних з випаровуванням матеріалів, обумовлено особливост...
