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(shi)目前(qian)最為(wei)成熟的(de)(de)高能(neng)(neng)(neng)束流(liu)加工方法之一(yi)。約在1950年前(qian)后，核能(neng)(neng)(neng)工業的(de)(de)發(fa)展促使人們對高熔點金屬(shu)及稀貴金屬(shu)需求的(de)(de)增加。但是(shi)，該些材料在焊接時(shi)對大氣環境(jing)中的(de)(de)氧、氮、氫等氣體(ti)有很強的(de)(de)親和力，極易形成化合物，影響接頭(tou)性能(neng)(neng)(neng)。而在當時(shi)，真(zhen)空技術(shu)已(yi)經發(fa)展到(dao)相當水平，真(zhen)空能(neng)(neng)(neng)提供惰性氣體(ti)更“純凈”的(de)(de)保護條件，可是(shi)電(dian)弧(hu)不(bu)能(neng)(neng)(neng)在真(zhen)空中維持。于是(shi)，電(dian)子束焊接技術(shu)應運而生。

電(dian)(dian)子(zi)(zi)束焊(han)接(jie)(jie)(jie)與核(he)工業的(de)發展息息相關。由于核(he)輻射的(de)防護，對核(he)容器質(zhi)(zhi)量提出了極高的(de)要(yao)求(qiu)，一些大厚度結構采用傳統(tong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)或激光焊(han)接(jie)(jie)(jie)方法無法實(shi)現(xian)優質(zhi)(zhi)的(de)接(jie)(jie)(jie)頭，核(he)工業中(zhong)采用的(de)一些難(nan)熔高溫材料，采用傳統(tong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)或激光焊(han)接(jie)(jie)(jie)方法很難(nan)實(shi)現(xian)連(lian)接(jie)(jie)(jie)，而電(dian)(dian)子(zi)(zi)束焊(han)接(jie)(jie)(jie)可以很好地實(shi)現(xian)其連(lian)接(jie)(jie)(jie)。今后幾十年中(zhong)，我國(guo)的(de)核(he)能裝(zhuang)備將以幾何級(ji)數增長，電(dian)(dian)子(zi)(zi)束焊(han)接(jie)(jie)(jie)作為(wei)一種(zhong)先進(jin)的(de)連(lian)接(jie)(jie)(jie)技術，必將在其中(zhong)發揮(hui)重(zhong)要(yao)作用。

20世(shi)紀(ji)60年代初，電(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接(jie)(jie)逐步應(ying)用(yong)于飛機制造業(ye)和宇航(hang)工業(ye)中貴重金屬(shu)的(de)焊(han)接(jie)(jie)。隨著現代航(hang)空和宇航(hang)等(deng)尖端(duan)技術的(de)應(ying)用(yong)而(er)迅速發展起來，成功地解決了為現代尖端(duan)產品而(er)發展的(de)各種新型材(cai)料的(de)焊(han)接(jie)(jie)問題。電(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接(jie)(jie)并且在(zai)汽車工業(ye)、船舶工業(ye)和機械制造業(ye)等(deng)領(ling)域(yu)應(ying)用(yong)也日(ri)益廣泛。電(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接(jie)(jie)的(de)應(ying)用(yong)前景簡列如下：

1、電(dian)子束(shu)焊(han)接在復雜零(ling)(ling)件(jian)的大批量生產(chan)中(zhong)(zhong)將有較大的發展。例如，在汽車工(gong)業中(zhong)(zhong)，采用電(dian)子束(shu)焊(han)接技術(shu)焊(han)接汽車的齒輪(lun)和(he)后橋等，可以提(ti)高工(gong)作(zuo)效率(lv)、降低成(cheng)本、提(ti)高零(ling)(ling)件(jian)的質量。

2、在(zai)航空(kong)航天(tian)工業中，電(dian)子束(shu)焊(han)接(jie)技術(shu)將繼續(xu)擴(kuo)大其(qi)應用，并(bing)發展電(dian)子束(shu)焊(han)接(jie)的在(zai)線檢測技術(shu)等(deng)。

3、由于電(dian)子束焊接在厚(hou)大(da)(da)件焊接中具有獨(du)特的(de)優(you)勢，所以在能源、核工業、船(chuan)舶行業、重(zhong)型機械(xie)制造中大(da)(da)有用武之地。

4、電子(zi)束焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)設(she)備將趨(qu)向多功(gong)能及柔性化，隨著電子(zi)束焊(han)(han)接(jie)(jie)應用領域的(de)擴大(da)，出(chu)于經(jing)濟(ji)方面(mian)的(de)考慮，多功(gong)能電子(zi)束焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)設(she)備和集成工藝(yi)以及電子(zi)束焊(han)(han)機的(de)柔性化將越來越重要。

5、宇航技術(shu)中所(suo)用各(ge)類(lei)火箭、衛(wei)星、飛(fei)船、空間(jian)站、太陽能(neng)電站等的(de)結構(gou)件、發動機以(yi)及(ji)(ji)各(ge)種儀器(qi)均需(xu)用焊(han)(han)接技術(shu)來完(wan)成，電子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)接將是(shi)實(shi)現空間(jian)結構(gou)焊(han)(han)接和滿足其需(xu)求的(de)強有力(li)技術(shu)。且(qie)隨著高端設備(bei)、技術(shu)等國產(chan)化趨(qu)勢的(de)增強，及(ji)(ji)電子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)接等技術(shu)對焊(han)(han)材(cai)及(ji)(ji)人(ren)工成本(ben)的(de)大幅(fu)降低優(you)勢逐(zhu)漸(jian)趨(qu)于明(ming)顯等，國內電子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)機等電子(zi)束(shu)(shu)金屬加工設備(bei)行業發展將迎來利(li)好趨(qu)勢，給電子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)機的(de)發展增添了新的(de)活(huo)力(li)。

二、電子束焊機的發展趨勢

電(dian)子束(shu)焊(han)接(jie)從射束(shu)產(chan)生和焊(han)接(jie)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)基礎研究(jiu)到走上正規工(gong)(gong)業(ye)生產(chan)的(de)(de)(de)(de)道路，前(qian)后經歷20多年(nian)的(de)(de)(de)(de)歷史，逐步使這一(yi)(yi)焊(han)接(jie)方(fang)法成(cheng)為當(dang)前(qian)工(gong)(gong)業(ye)生產(chan)中的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個重要加(jia)工(gong)(gong)手(shou)段(duan)，并廣泛應用于(yu)各工(gong)(gong)業(ye)領域。近年(nian)來，科學(xue)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)進一(yi)(yi)步發(fa)展(zhan)(zhan)，特別是真(zhen)空(kong)技(ji)術(shu)(shu)、高壓技(ji)術(shu)(shu)、電(dian)子技(ji)術(shu)(shu)及計算機(ji)(ji)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)進一(yi)(yi)步完善，給電(dian)子束(shu)焊(han)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)增添了新(xin)的(de)(de)(de)(de)活(huo)力目前(qian)世(shi)界各國正在利(li)用這些方(fang)面的(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)優勢研制和發(fa)展(zhan)(zhan)新(xin)型(xing)的(de)(de)(de)(de)電(dian)子束(shu)焊(han)機(ji)(ji)，其發(fa)展(zhan)(zhan)趨勢大致如下:

1、發展大功率的中壓型或高壓型焊機

重型(xing)(xing)(xing)機(ji)(ji)器制造(zao)業的(de)發展，重型(xing)(xing)(xing)產品的(de)噸位不斷增加(jia)，為(wei)減(jian)少(shao)加(jia)工上(shang)的(de)困難，更加(jia)需(xu)要采(cai)用焊(han)(han)接(jie)方法(fa)進行組合加(jia)工。這些重型(xing)(xing)(xing)設備的(de)焊(han)(han)縫熔深(shen)范圍(wei)超(chao)過(guo)100mn需(xu)要生產功率超(chao)過(guo)100kW的(de)電(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)機(ji)(ji)。大型(xing)(xing)(xing)超(chao)厚的(de)零部件采(cai)用電(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)接(jie)，可以減(jian)小變形，降低成(cheng)本，縮短加(jia)工時間，提高產品質量。國外已有“150kV，60kW”的(de)真空(kong)電(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)機(ji)(ji)，一次焊(han)(han)接(jie)深(shen)度可達130mm。

2、發展具有大容積焊接工作室的真空電子束焊機

由于真空(kong)電子(zi)束(shu)焊接(jie)具有一系列(lie)優點(dian)，因(yin)此越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多的(de)大型零部件(jian)希望采用電子(zi)束(shu)焊接(jie)。但是(shi)，受真空(kong)室(shi)尺寸限(xian)制，很多大體積、大重量的(de)工(gong)件(jian)難以使用這種(zhong)方法進行焊接(jie)。

3、發展具有更大靈活性的動槍式焊機

對于結構復雜的(de)大(da)型、重(zhong)型部件，翻轉、定位(wei)(wei)、調整(zheng)都很困(kun)難，有時一個部位(wei)(wei)上有若干(gan)條不(bu)同(tong)角度或不(bu)同(tong)平(ping)面(mian)內的(de)焊(han)縫，特(te)別需(xu)(xu)要使用(yong)電子(zi)槍可(ke)靈(ling)(ling)活轉換位(wei)(wei)置(zhi)的(de)真空電子(zi)束焊(han)機。發(fa)展具有更大(da)靈(ling)(ling)活性的(de)動(dong)槍式焊(han)機是電子(zi)束焊(han)接領(ling)域一個迫切(qie)的(de)課題，目前國外(wai)已制成的(de)動(dong)槍式焊(han)機的(de)電子(zi)槍可(ke)在(zai)垂直平(ping)面(mian)內旋轉35°-45°，可(ke)基本滿足上述構件焊(han)接的(de)需(xu)(xu)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(xi)統可對(dui)所有機(ji)械坐標（包括焊(han)(han)接工作臺和(he)電子槍的移(yi)動(dong)）和(he)焊(han)(han)接參數進行控制。

5、真空電子束焊機的自動生產線

汽車、拖拉機行業(ye)需要制(zhi)造(zao)系列化的(de)傳動(dong)軸(zhou)與(yu)傳動(dong)齒輪，采用電(dian)子束(shu)焊(han)接(jie)(jie)不(bu)但減少(shao)了制(zhi)造(zao)上的(de)困難，而(er)且(qie)焊(han)后變形小、焊(han)接(jie)(jie)參(can)數有最佳(jia)的(de)重復(fu)精度及高的(de)焊(han)接(jie)(jie)速度。由于汽車、拖拉機中軸(zhou)與(yu)齒輪的(de)生(sheng)產(chan)(chan)量(liang)極大(da)，因此真空(kong)電(dian)子束(shu)焊(han)機需要與(yu)其他加(jia)工機床(chuang)結合，組成(cheng)自動(dong)生(sheng)產(chan)(chan)線。這種專用生(sheng)產(chan)(chan)線還包括工作誤差測量(liang)裝置(zhi)和工件焊(han)前預(yu)熱(re)的(de)感(gan)應加(jia)熱(re)器等(deng)。