一、電子束焊接發展概況和前景

電子束焊接技術主要應用于質量或生產率要求高的產品或行業領域，電子束焊接是目(mu)前最為成熟的(de)(de)高能(neng)束流加(jia)工(gong)方法之一。約在(zai)1950年前后，核能(neng)工(gong)業的(de)(de)發展促(cu)使人們對高熔點金屬(shu)及(ji)稀貴(gui)金屬(shu)需求(qiu)的(de)(de)增加(jia)。但(dan)是，該些材(cai)料(liao)在(zai)焊接時(shi)對大(da)氣(qi)環境中的(de)(de)氧(yang)、氮、氫(qing)等氣(qi)體(ti)有很強的(de)(de)親和力(li)，極(ji)易(yi)形成化合物，影響接頭性(xing)能(neng)。而在(zai)當時(shi)，真空(kong)技術已(yi)經發展到(dao)相當水(shui)平，真空(kong)能(neng)提供惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)更“純凈”的(de)(de)保護條件，可是電弧不能(neng)在(zai)真空(kong)中維持。于(yu)是，電子束焊接技術應運而生。

電子(zi)束焊(han)(han)接(jie)與核工業的(de)發(fa)(fa)展(zhan)息息相關。由(you)于核輻射(she)的(de)防護，對核容器質量(liang)提出了極高(gao)的(de)要求，一(yi)些大(da)厚度結構采(cai)用傳統(tong)(tong)焊(han)(han)接(jie)或激(ji)光(guang)焊(han)(han)接(jie)方法無法實(shi)現(xian)(xian)優質的(de)接(jie)頭，核工業中(zhong)采(cai)用的(de)一(yi)些難熔高(gao)溫材(cai)料，采(cai)用傳統(tong)(tong)焊(han)(han)接(jie)或激(ji)光(guang)焊(han)(han)接(jie)方法很難實(shi)現(xian)(xian)連接(jie)，而(er)電子(zi)束焊(han)(han)接(jie)可以(yi)很好地(di)實(shi)現(xian)(xian)其(qi)(qi)連接(jie)。今后幾十年中(zhong)，我國的(de)核能裝備將以(yi)幾何級數(shu)增長，電子(zi)束焊(han)(han)接(jie)作為一(yi)種先進的(de)連接(jie)技術，必將在其(qi)(qi)中(zhong)發(fa)(fa)揮重要作用。

20世紀60年代初，電子(zi)束焊(han)接(jie)逐步應(ying)用(yong)于飛機制造業和宇(yu)航工(gong)(gong)業中貴重金屬的(de)焊(han)接(jie)。隨著現(xian)代航空(kong)和宇(yu)航等(deng)尖端技術(shu)的(de)應(ying)用(yong)而(er)迅速發(fa)展(zhan)起來(lai)，成功(gong)地解決了為現(xian)代尖端產品而(er)發(fa)展(zhan)的(de)各種新型(xing)材料的(de)焊(han)接(jie)問題。電子(zi)束焊(han)接(jie)并(bing)且在汽車工(gong)(gong)業、船舶(bo)工(gong)(gong)業和機械制造業等(deng)領(ling)域(yu)應(ying)用(yong)也日益廣(guang)泛。電子(zi)束焊(han)接(jie)的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景簡列如下：

1、電子(zi)束(shu)焊接在復雜零(ling)件(jian)的(de)大(da)批量(liang)生(sheng)產中將(jiang)有較(jiao)大(da)的(de)發展。例如，在汽車工(gong)業(ye)中，采用電子(zi)束(shu)焊接技術焊接汽車的(de)齒輪和后橋等，可以提高工(gong)作效率(lv)、降(jiang)低(di)成本(ben)、提高零(ling)件(jian)的(de)質量(liang)。

2、在航空航天(tian)工業中，電子束焊接技術將(jiang)繼(ji)續擴大其(qi)應用，并(bing)發(fa)展電子束焊接的在線檢(jian)測(ce)技術等(deng)。

3、由(you)于(yu)電(dian)子束焊接(jie)在厚大件焊接(jie)中具有(you)獨特的(de)優勢，所以在能源(yuan)、核工(gong)業、船舶行業、重型機械制造中大有(you)用(yong)武之地。

4、電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊接(jie)的(de)焊接(jie)設備將(jiang)趨向多(duo)功(gong)能及(ji)柔性化，隨著電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊接(jie)應(ying)用領(ling)域的(de)擴大，出于經濟(ji)方面的(de)考(kao)慮，多(duo)功(gong)能電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊的(de)焊接(jie)設備和(he)集成工(gong)藝(yi)以及(ji)電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊機的(de)柔性化將(jiang)越(yue)來(lai)越(yue)重要(yao)。

5、宇航技術中(zhong)所用(yong)各(ge)類火箭、衛星、飛(fei)船、空間站、太陽能(neng)電站等(deng)(deng)的結構(gou)件、發動機(ji)以及各(ge)種儀器均需(xu)用(yong)焊(han)接(jie)技術來(lai)完成，電子(zi)(zi)束(shu)(shu)焊(han)接(jie)將是實(shi)現空間結構(gou)焊(han)接(jie)和滿足其需(xu)求的強有力技術。且隨(sui)著高(gao)端設(she)備、技術等(deng)(deng)國產(chan)化趨(qu)勢(shi)(shi)的增強，及電子(zi)(zi)束(shu)(shu)焊(han)接(jie)等(deng)(deng)技術對焊(han)材及人(ren)工(gong)(gong)成本(ben)的大幅降低優勢(shi)(shi)逐漸趨(qu)于明顯等(deng)(deng)，國內電子(zi)(zi)束(shu)(shu)焊(han)機(ji)等(deng)(deng)電子(zi)(zi)束(shu)(shu)金屬加工(gong)(gong)設(she)備行業發展(zhan)將迎來(lai)利好(hao)趨(qu)勢(shi)(shi)，給電子(zi)(zi)束(shu)(shu)焊(han)機(ji)的發展(zhan)增添(tian)了新(xin)的活力。

二、電子束焊機的發展趨勢

電(dian)子束焊接(jie)從射束產生(sheng)和焊接(jie)工藝的(de)(de)(de)基礎研究到走上正(zheng)規工業(ye)生(sheng)產的(de)(de)(de)道路，前后經歷20多(duo)年的(de)(de)(de)歷史(shi)，逐步(bu)(bu)使這(zhe)一焊接(jie)方(fang)法(fa)成為當(dang)前工業(ye)生(sheng)產中的(de)(de)(de)一個重(zhong)要加工手(shou)段，并廣(guang)泛應用于各(ge)工業(ye)領域。近年來(lai)，科學技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)進一步(bu)(bu)發(fa)展，特(te)別(bie)是真空技(ji)術(shu)、高壓技(ji)術(shu)、電(dian)子技(ji)術(shu)及計算機技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)進一步(bu)(bu)完善，給(gei)電(dian)子束焊機的(de)(de)(de)發(fa)展增(zeng)添了新的(de)(de)(de)活力(li)目前世界各(ge)國正(zheng)在利(li)用這(zhe)些方(fang)面的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)優勢研制和發(fa)展新型的(de)(de)(de)電(dian)子束焊機，其發(fa)展趨勢大致如下:

1、發展大功率的中壓型或高壓型焊機

重(zhong)型機器制造業的(de)發(fa)展，重(zhong)型產品(pin)的(de)噸(dun)位不斷(duan)增加(jia)(jia)，為減少加(jia)(jia)工(gong)(gong)上的(de)困難，更(geng)加(jia)(jia)需要采用焊(han)接方(fang)法進(jin)行組合加(jia)(jia)工(gong)(gong)。這些重(zhong)型設備的(de)焊(han)縫熔深范圍超過100mn需要生產功率(lv)超過100kW的(de)電子束焊(han)機。大型超厚的(de)零部件采用電子束焊(han)接，可以減小變(bian)形，降低成本，縮短加(jia)(jia)工(gong)(gong)時間，提高產品(pin)質量。國(guo)外已有(you)“150kV，60kW”的(de)真空電子束焊(han)機，一次焊(han)接深度可達(da)130mm。

2、發展具有大容積焊接工作室的真空電子束焊機

由(you)于真空(kong)電子束焊接(jie)具有一(yi)系(xi)列優點，因(yin)此越來越多(duo)的大型(xing)零部件(jian)希望采用電子束焊接(jie)。但(dan)是，受真空(kong)室尺(chi)寸限(xian)制(zhi)，很多(duo)大體(ti)積、大重量的工件(jian)難(nan)以使用這(zhe)種方法進行(xing)焊接(jie)。

3、發展具有更大靈活性的動槍式焊機

對于結(jie)構復雜的(de)(de)大(da)型、重型部(bu)件，翻轉、定(ding)位(wei)、調整(zheng)都很困難(nan)，有(you)時一(yi)個部(bu)位(wei)上有(you)若(ruo)干條不同(tong)角度或不同(tong)平面(mian)內(nei)(nei)的(de)(de)焊(han)縫(feng)，特別(bie)需要使用(yong)電子(zi)(zi)(zi)槍可靈(ling)活(huo)轉換位(wei)置的(de)(de)真空電子(zi)(zi)(zi)束焊(han)機。發展具有(you)更大(da)靈(ling)活(huo)性的(de)(de)動槍式焊(han)機是電子(zi)(zi)(zi)束焊(han)接(jie)領(ling)域一(yi)個迫(po)切的(de)(de)課題，目前(qian)國外已制(zhi)成的(de)(de)動槍式焊(han)機的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)槍可在垂直平面(mian)內(nei)(nei)旋轉35°-45°，可基本滿(man)足上述構件焊(han)接(jie)的(de)(de)需要

4、發展計算機化的真空電子束焊機

電子計算機、數控技術的發展，使機電一體化成為當前機床工業的發展方向，電子束焊也不例外。目前已生產出帶CNC控制系統的真空電子束焊機，通過CNC系統可對所(suo)有機械坐(zuo)標（包括焊(han)接工作臺和(he)(he)電子槍的移動(dong)）和(he)(he)焊(han)接參數(shu)進(jin)行控制。

5、真空電子束焊機的自動生產線

汽車(che)、拖(tuo)拉(la)機行(xing)業需要制造系列化的(de)傳動軸與傳動齒輪，采(cai)用(yong)電子(zi)(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)接不(bu)但減少了制造上(shang)的(de)困難(nan)，而且焊(han)(han)(han)后變形小、焊(han)(han)(han)接參數有最佳的(de)重復精度及(ji)高的(de)焊(han)(han)(han)接速度。由(you)于汽車(che)、拖(tuo)拉(la)機中軸與齒輪的(de)生產量(liang)(liang)極大，因此真(zhen)空電子(zi)(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)機需要與其他(ta)加工(gong)機床結合，組成自動生產線。這種專用(yong)生產線還包括工(gong)作誤差測量(liang)(liang)裝置和工(gong)件焊(han)(han)(han)前預(yu)熱(re)(re)的(de)感應加熱(re)(re)器(qi)等(deng)。