Электронно-лучевой переплав

Возможность использования управляемого сфокусированного потока электронов (электронного луча) для плавки металлов была доказана еще в 1879 г. У. Круксом, которому удалось расплавить платиновый анод в катодной трубке. Первые попытки реализации этой возможности с целью получения небольших слитков металлов, в том числе и тугоплавких (тантал), предпринял в начале XX века М. Пирани, которому в 1907 г. был выдан патент на это изобретение. Однако усовершенствование способа плавки металлов электронным лучом в тот период тормозилась слабым развитием вакуумной и электронной техники, а также отсутствием потребности в подобной технологии и ее продукте.

В середине 50-х годов началось бурное развитие ядерной и космической техники, нуждавшихся в новых конструкционных материалах, которые затруднительно или невозможно было получить и обработать обычными способами. Это и послужило стимулом применения электронного луча для технологических целей: сварки, испарения (напыления), плавки металлов. Развитию электронно-лучевой технологии, как и ВДП, в значительной мере способствовало также создание высокопроизводительных вакуумных систем.

Методы и оборудование для электронно-лучевой плавки интенсивно разрабатывались в период с 1957 по 1960 г. одновременно во многих странах. Технического совершенства этот процесс достиг примерно к 1965 г., когда плавка и сварка металлов, нанесение покрытий путем испарения и прецизионная обработка поверхностей с помощью электронного луча были внедрены в промышленность.

В развитие электронно-лучевой технологии наряду со специалистами США, ГДР, Франции, Англии, Японии существенный вклад внесли ученые нашей страны, в том числе ученые ИЭС им. Е.О. Патона АН Украины.

Процессы и оборудование электронно-лучевой технологии служат объектом разносторонних исследований и разработок, результаты которых отражены во многочисленных публикациях. В частности, по интересующему нас вопросу, — электронно лучевой плавке — можно рекомендовать сборники статей и монографии отечественных и зарубежных авторов.

Поскольку методы электронно-лучевой плавки и ЭЛП металлов основаны на применении электронного луча, описание их начнем с краткой характеристики последнего как преобразователя энергии.