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   전자빔 용접( Electron Beam Welding : EBW )은 고유의 우수한 용접 특성을 가지고 있으나, 장비 제작비용의 과다
   함과 제한적인 작업환경으로 인하여 현재로서는 우주 항공산업, 원자력 산업, 반도체 장비 산업 등의 특수한 분야에
   서만 선호되고 있다.
   그러나 산업이 다양해지고, 고도화함에 따라 그 중요성이 인지되어 응용 범위가 차츰 확대되고 있다.
   현대산업이 고부가가치 산업으로의 도약과 아울러 용접에 대한 기능적 요구가 증대됨에 따라 전자빔 용접은 필연적
   으로 그 적용범위가 확대될 것으로 예상된다.
   본론에서는 현실적으로 산업 현장에서 다소 생소한 전자빔용접의 원리, 특징들을 기술함으로써 사용자의 이해를 돕
   고자 하였다. 우선적으로 전자빔 용접 기술개발 경위와 기본 원리 및 장점에 대하여 서술하고 실제 사용중인 전자빔
   용접기의 기본 구조와 용접 설계포인트를 설정하는데 도움이 되는 내용을 서술하였다.

   
< 역사적 배경 >
   1869년 물리학자인 Hittorf and Crookes 가 음극선발생을 성공한것을 계기로 많은 과학자들이 그것의 응용을 도모하
   였다. 1948년부터 물리학자 Steigerwald는 강력한 빔 발생기를 전자현미경에 적용하고 시계부품이나 초경금형의 천
   공, 용해, 용접 등을 시도하였다.
   그 후 산업 현장에 활용할 수 있는 전자빔용접기 ( Electron Beam Welder ) 는 1958년 독일 Stuttgart 의 Cari Zeiss
   Company 에서 개발되었다. 그들은 전자현미경으로 실험을 하던중 전자빔의 출력을 증가시키자 시험편이 용융되어
   증발하는 것을 발견하였다. 이것은 빔출력을 제어함으로써 금속의 용해, 응고가 가능하다는 결론으로 도달하여 전자
   빔 용접이 탄생하게 되었다.
   이 때 개발된 전자빔 용접의 좁고 깊게 용입되는 장점이, 미국에서 때마침 진행하고 있던 우주 개발계획에 활용 타당
   성이 입증되어 Zeiss 의 기술과 특허권을 도입하여 장비 생산을 활성화시켰다. 이 후 전자빔용접은 영국, 프랑스, 일
   본 등 지로 제작 기술이 전파되어 본격적으로 개발이 진행되었다.
   이 역시 초기에는 원자력, 우주 항공, 군수산업에 이용할 목적이었으나 자동차, 정밀측정장비, 의료기기, 반도체산업
   등 다른 산업 분야로 빠르게 확대되어 가고 있다.

   < 전자빔 용접기의 원리 >
   전자빔 용접은 전자빔을 한 점 수렴시켜 얻은 고밀도의 에너지를 이용하여 재료를 용
   융시킴으로써 이루어진다. 전자빔 발생기 내부의 음극 ( Cathode )에서 열 전자를 방
   출하면 고전압에 의해 양극 ( Anode ) 으로 가속된다.
   가속 전압은 10 kV ~ 150 kV 가 많이 사용되지만 경우에 따라 600 kV 의 높은 전압을
   사용하는 경우도 있다.
   높은 에너지를 가지고 가속된 전자가 용접 가공물에 닿으면 전자의 운동 에너지는 열
   에너지로 변환되어 금속을 용융시키게 된다. 전자의 속도는
Fig. 2 와 같이 가속 전압
   에 따라 차이가 생기지만 대체로 빛의 속도의 약 20 ~ 60 % 정도가 용접에 사용된다.
   전자비의 초점 위치는 전자 회로에 의한 자기 집속 렌즈 ( Magnetic focusing lens )
   로 제어하며, 편향렌즈 ( Deflection coil ) 에 의하여 빔의 굴절 및 일반용접에서의 운
   봉효과 ( Weaving ) 를 얻을 수 있다.
   이 빔 현상 제어 장치들은 양극과 재료 사이에 치하고 있다.
   전자빔 용접기에서 용입깊이는 전자빔의 출력의 크기에 의존하는 것이 아니라 출력의
   집속, 즉 밀도에 의해 결정된다. 이것을 식 (1) 에 나타내었다.


                                                  
         D = K . I0.25 . V3.5
                                                                 D : 전력밀도
                                                                 K : 전자총 상수
                                                                  I : 빔 전류
                                                                 V : 가속 전압


   여기서 K 는 전자총 상수로서 전자총의 구조와 사용 물질에 따라 결정된다.
   식 (1) 에서 전압의 증가가 전류보다 용입 깊이 면에서는 더 큰 효과를 올릴 수 있음을 알 수 있다.
Fig. 3 에는 전자빔
   용접의 출력에 따른 강재에 대한 용입깊이를 나타내었으며, 다른 종류의 금속에 있어서의 용입 깊이의 차이를
Fig. 4
   
에 나타내었다. 여기서 용접 소재의 비중에 반비례하여 용입이 가능하다는 것을 알 수 있다.
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< Flg. 2 ~ Flg. 4 그림 >