Специальные методы сварки. На современном этапе развития физики широкое применение в различных областях находит энергия электронов. Свободные электроны получаются в термоэлектрических катодах.
В этих катодах металлы нагреваются до таких температур, при которых электроны приобретают скорость, достаточную чтобы покинуть металл и перейти в окружающее катод пространство. Свободные электроны под действием электрических или магнитных полей могут перемещаться и им могут быть сообщены большие ускорения. Сущность процесса сварки электронным лучом состоит в использовании кинетической энергии электронов, быстро движущихся в вакууме. Электронный луч, используемый для сварки, получается в специальной электронной пушке.
Электронная пушка представляет собой устройство, с помощью которого получают узкие электронные пучки с большой плотностью энергии. Пушка имеет катод, который нагревается до высоких температур. Для увеличении энергии в луче после выхода, анода фиксируются магнитным полем в специальных магнитных линзах. Летящие электроны, сфокусированные в плотный пучок ударяются с большой скоростью о малую, резко ограниченную площадку на изделии 6 при этом кинетическая энергия электронов в следствии торможения в веществе превращается в тепло.
Нагревая металл до очень высоких температур. Для перемещения луча по свариваемому изделию на пути электронов находится магнитная отклоняющаяся система, позволяющая устанавливать луч точно по линии сварки. Сварочный процесс ведется в глубоком вакууме, чтобы обеспечить полную безопасность работы установки. Электронный луч является легкоуправляемым источником тепла. Он позволяет в широких пределах и очень точно регулировать температуру нагрева изделия, легко перемещать зону нагрева по изделию и переносить энергию на значительные расстояния.
Электроннолучевая сварка находит применение как для соединения малогабаритных изделий электроники и приборостроения, так как для соединения различных крупногабаритных изделий длиной и диаметром в несколько метров. Поэтому область применения электронно-лучевой сварки практически не ограничена. Квантовые генераторы оптического диапазона появились совсем недавно.
Но уже сейчас с их помощью можно получать интенсивные и остронаправленные пучки света, сконцентрировав энергию на очень малые площадки, равные тысячным долям миллиметра. Созданное на этом принципе технологическое оборудование позволяет обрабатывать различные материалы и производить сварку основу принципа действия квантового генератора и усилителя положено индуцированное излучение, которое поглощает электромагнитные волны или фотоны атомными системами. При поглощении фотона его энергия передается атому, который переходит в возбужденное квантовое состояние.
Этот атом может испускать фотон под действием внешнего фотона. В результате падающая волна усиливается волной, излучаемой атомом. Важным в этом процессе является то, что испускаемая волна в точности совпадает по фазе с той, под действием которой она возникает. Это явление используется в квантовых усилителях. В квантовых генераторах в качестве основного энергетического элемента используется рубин.
Квантовый генератор света на кристалле рубина питается от импульсной лампы, при вспышке которой большинство атомов хрома в рубине переводится в возбужденное состояние. Однако к. п. д. квантовых генераторов на рубине невелик в настоящее время ведутся разработки квантовых генераторов на полупроводниках. Квантовые генераторы пока еще не могут соперничать с электроннолучевой сваркой и поэтому наиболее перспективной областью их применения является сварка микросоединений. 7.