من الأسئلة الشائعة في مجال التصنيع المتقدم: هل يتطلب لحام شعاع الإلكترون (EBW) مضخة تفريغ؟ الإجابة المختصرة هي نعم، في أغلب الحالات. مضخة التفريغ ليست مجرد ملحق، بل هي جوهر نظام لحام شعاع الإلكترون التقليدي، مما يُمكّنه من تحقيق إمكانياته الفريدة.
يعتمد جوهر تقنية لحام الإلكترونات النبضية (EBW) على توليد تيار مُركّز من الإلكترونات عالية السرعة لصهر المواد ودمجها. تتميز هذه العملية بحساسية استثنائية لجزيئات الغاز. في بيئة خالية من الفراغ، تصطدم هذه الجزيئات بالإلكترونات، مما يتسبب في تشتت الشعاع وفقدان طاقته وفقدان تركيزه. وتكون النتيجة لحامًا واسعًا وغير دقيق وغير فعال، مما يُبطل تمامًا هدف تقنية لحام الإلكترونات النبضية من حيث الدقة الفائقة والاختراق العميق. علاوة على ذلك، يعمل كاثود مدفع الإلكترونات، الذي يُصدر الإلكترونات، في درجات حرارة عالية للغاية، ويتأكسد ويحترق فور تعرضه للهواء.
لذلك، يتطلب لحام EBW عالي التفريغ، وهو الشكل الأكثر شيوعًا، بيئةً نظيفةً للغاية، تتراوح عادةً بين 10⁻² و10⁻⁴ باسكال. ويتطلب تحقيق ذلك نظام ضخ متطورًا متعدد المراحل. تزيل مضخة التفريغ أولًا معظم الغلاف الجوي، ثم مضخة عالية التفريغ، مثل مضخة الانتشار أو مضخة التوربينات الجزيئية، مما يُهيئ الظروف المثالية اللازمة للتشغيل الأمثل. يضمن هذا لحامًا خاليًا من التلوث وعالي الجودة، مما يجعله لا غنى عنه في تطبيقات الطيران والفضاء والطب وأشباه الموصلات.
يعمل نوعٌ آخر يُعرف باسم EBW متوسط أو ناعم التفريغ عند ضغط أعلى (حوالي 1-10 باسكال). وبينما يُقلل هذا النوع من التفريغ بشكل كبير من وقت الضخ لتحسين الإنتاجية، فإنه يتطلب بالضرورة مضخات تفريغ للحفاظ على هذه البيئة المُتحكم بها ومنخفضة الضغط لمنع التشتت والأكسدة المفرطة.
الاستثناء الملحوظ هو لحام الإلكترونات بدون فراغ، حيث يُجرى اللحام في جو مفتوح. ومع ذلك، هذا مُضلِّل. فبينما تُستغنى عن حجرة قطعة العمل، يبقى مدفع الإلكترونات نفسه تحت فراغ عالٍ. ثم يُطلق الشعاع عبر سلسلة من فتحات الضغط التفاضلي في الهواء. تعاني هذه الطريقة من تشتت كبير للشعاع وتتطلب حماية صارمة من الأشعة السينية، مما يحد من استخدامها في تطبيقات محددة عالية الكثافة.
في الختام، يُميز هذا التآزر بين شعاع الإلكترون ومضخة التفريغ هذه التقنية القوية. لتحقيق الجودة والدقة الفائقتين اللتين تشتهر بهما EBW، لا تُعدّ مضخة التفريغ خيارًا، بل ضرورة أساسية.
وقت النشر: ١٠ نوفمبر ٢٠٢٥
