Przemysł ciężki stale się rozwija i staje się coraz bardziej wymagający, głównie pod względem technologicznym. Rodzi to potrzebę stosowania coraz nowszych i bardziej zaawansowanych metod, np. spawania, które zapewnią nie tylko wysoką jakość produkcji, ale również obniżają jej koszty.
Technologia spawania wiązką elektronową znana jest od ponad pół wieku i stale jest ulepszana. Korzystają z niej największe firmy inżynieryjne z całego świata. Zaletą tej metody jest również różnorodność jej zastosowania. Można swobodnie ją wykorzystywać do produkcji materiałów gradientowych, napawania, perforowania, lutowania, grawerowania, badania zjawisk fizycznych, przetapiania, prototypowania, teskturyzacji powierzchni oraz stopowania. Kolejną korzyścią wynikającą z zastosowania tej technologii, jest brak oddziaływania szkodliwych czynników zewnętrznych na materiał oraz duża gęstość mocy.
Spawanie wiązką elektronów wykorzystywane jest do spawania materiałów, które spawane są nie tylko tradycyjnymi metodami, ale również w metalach o różnorodnych własnościach fizykochemicznych, stalach o zwiększonej zawartości węgla, w metalach o dużym przewodnictwie cieplnym i aktywnych chemicznie. Technika spawania elektronowego polega przede wszystkim na nagrzewaniu miejsca łączenia przy użyciu wiązki elektronowej. Stosuje się do tego specjalne urządzenie – spawarkę elektronową, która za pomocą działa elektronowego wytwarza elektrony, poruszające się z prędkością około 200 km/s w próżni. Wytwarzana przez nie energia kinetyczna podczas zderzenia z powierzchnią metalu, zamieniana jest w ciepło, które roztapia metal. Uzyskana w ten sposób spoina ma bardziej regularne kształty, jest czysta, błyszcząca i węższa, co oznacza, że dzięki tej metodzie można otrzymać materiały o lepszych parametrach i własnościach wytrzymałościowych. Stosując metodę spawania elektronowego możemy przeprowadzić proces nie tylko po obróbce cieplnej, ale również przed nią.
Technika spawania w próżni ma jednak pewne ograniczenia, które stwarzają wymiary komory próżniowej. Chcąc rozszerzyć zakres zastosowania tej metody, można przeprowadzić proces w warunkach częściowej próżni lub w atmosferze gazowej (jest to tzw. spawanie bezpróżniowe). Korzystając z tych rozwiązań należy się liczyć z takimi problemami, jak rozpraszanie się pracy wiązki, co może doprowadzić do redukcji dopuszczalnej grubości metalu oraz zmniejszenia maksymalnej odległości wyrzutni. Dlatego technikę spawania w atmosferze gazowej stosuje się najczęściej do łączenia części o dowolnych rozmiarach, ale za to o małej grubości.
Metoda spawania wiązką elektronową znajduje zastosowanie w wielu branżach przemysłu. Przede wszystkim wykorzystywana jest w lotnictwie, gdzie stosowana jest między innymi do spawania zbiorników tytanowych i aluminiowych, elementów kadłubów, podłokietników, łopatek, dysków w wirniku bębnowym oraz wtrysków paliwa. W przemyśle motoryzacyjnym za pomocą wiązki elektronowej spawa się korpusy silników, chłodnic, filtrów, felg, katalizatorów oraz elementów przekładni zębatych. Ta metoda stosowana jest także do budowy maszyn i tulei, w przemyśle energetycznym i elektromagnetycznym oraz w kolejnictwie i budowie szyn. Warto zaznaczyć, że spawanie elektronowe ma również zastosowanie w przemyśle medycznym – wykorzystuje się je do spawania elementów przekładni zębatych w protezach kończyn, a także do modyfikowania powierzchni implantów.
Dzięki możliwościom, jakie daje ta metoda spawania, doskonale się sprawdza zarówno w produkcji na skalę przemysłową, jak również w przypadku wytwarzania pojedynczych elementów. Nowoczesne rozwiązania zapewniają stabilność parametrów podczas całego procesu, pełną swobodę w programowaniu oraz powtarzalność wyników. Liczne zalety technologiczne oraz niskie koszty sprawiają, że z tej techniki spawania korzysta coraz więcej gałęzi przemysłu. Co ważne, jest to metoda, którą można zastosować do łącznie materiałów tam, gdzie inne technologie zawodzą.
