Non-Vacuum Electron Beam Cutting – a New High Performance Process
Thomas Hassel, Nils Murray, Alexander Beniyash, Nikolay Rempe, Sergey Kornilov
The electron beam is a tool with high energy conversion efficiency which is by and large independent of the type of metal. Its high power density qualifies the non-vacuum electron beam as an outstanding energy source for the widely used NVEB welding as well as for a new high speed cutting tool. Experimental results for a new cutting process using the suction created by a local low vacuum underneath the work piece are shown. A co-moving cutting head with a sliding seal has been produced tested. Extremely high cutting speeds such as 17 m/min for 2.5 mm thick stainless steel producing high quality edges render this method a significant development for new NVEB applications. NVEB cutting and subsequent welding can be done on one integral machine realizing a fast and efficient twin process. Due to direct removal of fumes and dust, NVEBC with local suction is an exceptionally clean and fast process. Moreover, results of preliminary experiments are presented for a 60 kV glow discharge electron beam gun which was projected into open atmosphere, i.e. non-vacuum conditions. The potential directions of development of non-vacuum electron beam technologies using PC gun technology are discussed.
Електронният лъч е инструмент с висока ефективност на преобразуване на енергията, при практическа независимост от типа на метала. Голямата плътност на мощност класифицира извън-вакуумния електронен лъч, като изключителен енергиен източник за широки приложения като извън-вакуумно електроннолъчево заваряване и като нов високоскоростен източник за рязане. Показани са експериментални резултати за новия процес на рязане, използващ всмукване на течния метал, постигнато с локален нисък вакуум, отдолу на образеца. Тествана е едновременно движеща се режеща глава с плъзгащо се уплътнение. Много висока скорост на рязане, например 17 m/min за 2.5 mm дебела неръждаема стомана с висококачествени ръбове позволява този метод да се прилага при много нови приложения. Извън-вакуумното рязане и последващо заваряване може да се прави на една интегрална машина реализираща бърз и ефективен двоен процес. Поради едновременното отнемане на опушването и прашинките, извън-вакуумното електроннолъчево заваряване с локално всмукване е изключително чист и бърз процес. Нещо повече, резултатите от предварителните експерименти са представени за 60 kV пушка с тлеещ разряд, която бе използвана за създаване на сноп в откритата атмосфера, т.е. извън вакуума. Дискутирани са потенциалните направления на прилагането на извън-вакуумните електроннолъчеви технологии с компютърно управление.
Cite this article as:
Hassel T., Murray N., Beniyash A., Rempe N., Kornilov S. Non-vacuum electron beam cutting – a new high performance process. Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 49 (5-6), 2014, pp. 303-309, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
