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)目前最為成熟(shu)的(de)高能(neng)束流加工(gong)方法之(zhi)一。約在1950年前后，核(he)能(neng)工(gong)業的(de)發展(zhan)促使人們對高熔(rong)點金屬(shu)及稀貴金屬(shu)需求的(de)增加。但(dan)是(shi)，該些(xie)材料在焊(han)(han)接時對大氣環境中的(de)氧、氮、氫等氣體有很強的(de)親(qin)和(he)力，極易形成化合物(wu)，影響接頭性(xing)能(neng)。而(er)在當時，真空技術已經發展(zhan)到相當水平，真空能(neng)提供惰性(xing)氣體更“純凈(jing)”的(de)保護(hu)條件(jian)，可是(shi)電弧不能(neng)在真空中維(wei)持。于是(shi)，電子束焊(han)(han)接技術應運而(er)生。

電子束焊(han)(han)接(jie)(jie)與核工(gong)業(ye)的(de)(de)(de)發(fa)展息息相關。由于核輻射的(de)(de)(de)防護，對核容器質量提出了極(ji)高(gao)的(de)(de)(de)要求，一(yi)些大厚度結構(gou)采用傳統焊(han)(han)接(jie)(jie)或(huo)激光(guang)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)無法(fa)實現(xian)優(you)質的(de)(de)(de)接(jie)(jie)頭，核工(gong)業(ye)中(zhong)采用的(de)(de)(de)一(yi)些難熔高(gao)溫材料(liao)，采用傳統焊(han)(han)接(jie)(jie)或(huo)激光(guang)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)很(hen)難實現(xian)連接(jie)(jie)，而(er)電子束焊(han)(han)接(jie)(jie)可以很(hen)好地實現(xian)其連接(jie)(jie)。今后(hou)幾十年中(zhong)，我國的(de)(de)(de)核能裝(zhuang)備(bei)將以幾何級數增長，電子束焊(han)(han)接(jie)(jie)作(zuo)為一(yi)種先進的(de)(de)(de)連接(jie)(jie)技(ji)術，必將在(zai)其中(zhong)發(fa)揮重要作(zuo)用。

20世紀60年代(dai)初，電(dian)子(zi)束(shu)焊接逐步(bu)應(ying)(ying)用(yong)于飛機制造業(ye)和宇航工業(ye)中貴重(zhong)金屬的焊接。隨著現(xian)代(dai)航空和宇航等尖端技術的應(ying)(ying)用(yong)而迅(xun)速發展起來，成(cheng)功地(di)解決了為現(xian)代(dai)尖端產品(pin)而發展的各種(zhong)新(xin)型材(cai)料(liao)的焊接問題(ti)。電(dian)子(zi)束(shu)焊接并且在汽車工業(ye)、船舶工業(ye)和機械制造業(ye)等領(ling)域應(ying)(ying)用(yong)也日益廣泛。電(dian)子(zi)束(shu)焊接的應(ying)(ying)用(yong)前景簡列如下(xia)：

1、電(dian)子束焊(han)接在(zai)復(fu)雜(za)零件(jian)的(de)(de)大批量(liang)生(sheng)產中(zhong)將(jiang)有較大的(de)(de)發展。例如(ru)，在(zai)汽車(che)工(gong)業中(zhong)，采用電(dian)子束焊(han)接技術焊(han)接汽車(che)的(de)(de)齒輪和后橋等，可以提高工(gong)作效率、降低成本(ben)、提高零件(jian)的(de)(de)質量(liang)。

2、在(zai)航空航天(tian)工業中，電(dian)子(zi)束焊(han)接技(ji)術(shu)將繼續擴大其應用，并發展電(dian)子(zi)束焊(han)接的在(zai)線檢測技(ji)術(shu)等。

3、由于電(dian)子束(shu)焊(han)接在厚大件焊(han)接中(zhong)具有(you)獨特的(de)優勢(shi)，所以在能源(yuan)、核工業、船舶行業、重(zhong)型(xing)機械制造中(zhong)大有(you)用武之(zhi)地。

4、電(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊接(jie)(jie)(jie)的(de)焊接(jie)(jie)(jie)設(she)備將(jiang)(jiang)趨向多功(gong)(gong)能及(ji)柔性化，隨著電(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊接(jie)(jie)(jie)應用領(ling)域的(de)擴大，出于經濟(ji)方面的(de)考慮(lv)，多功(gong)(gong)能電(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊的(de)焊接(jie)(jie)(jie)設(she)備和(he)集成工(gong)藝以(yi)及(ji)電(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊機的(de)柔性化將(jiang)(jiang)越來越重要。

5、宇(yu)航(hang)技(ji)術中所用(yong)各(ge)類火箭(jian)、衛星、飛船(chuan)、空間(jian)站、太陽能(neng)電(dian)(dian)站等(deng)的(de)(de)結(jie)構件、發動機以及各(ge)種儀器均需用(yong)焊接技(ji)術來完成(cheng)，電(dian)(dian)子束焊接將(jiang)是實現空間(jian)結(jie)構焊接和滿(man)足其需求的(de)(de)強有力技(ji)術。且隨(sui)著高端設備(bei)、技(ji)術等(deng)國(guo)產(chan)化趨勢(shi)的(de)(de)增(zeng)強，及電(dian)(dian)子束焊接等(deng)技(ji)術對(dui)焊材(cai)及人工成(cheng)本的(de)(de)大(da)幅降(jiang)低優勢(shi)逐漸趨于明顯等(deng)，國(guo)內電(dian)(dian)子束焊機等(deng)電(dian)(dian)子束金屬加工設備(bei)行業發展將(jiang)迎來利好趨勢(shi)，給(gei)電(dian)(dian)子束焊機的(de)(de)發展增(zeng)添(tian)了新的(de)(de)活力。

二、電子束焊機的發展趨勢

電子(zi)束(shu)(shu)焊接(jie)從(cong)射束(shu)(shu)產生和焊接(jie)工(gong)藝的(de)基礎研究到走上正規工(gong)業生產的(de)道路，前(qian)后經歷20多年(nian)的(de)歷史，逐步(bu)使這一(yi)焊接(jie)方法(fa)成為當前(qian)工(gong)業生產中的(de)一(yi)個重要加工(gong)手(shou)段，并廣泛應用于各工(gong)業領(ling)域。近年(nian)來，科學技術(shu)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)發(fa)(fa)展(zhan)，特別(bie)是真空技術(shu)、高(gao)壓(ya)技術(shu)、電子(zi)技術(shu)及計算機技術(shu)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)完善(shan)，給電子(zi)束(shu)(shu)焊機的(de)發(fa)(fa)展(zhan)增添(tian)了新的(de)活力目(mu)前(qian)世界各國正在利用這些(xie)方面的(de)技術(shu)優勢研制和發(fa)(fa)展(zhan)新型的(de)電子(zi)束(shu)(shu)焊機，其(qi)發(fa)(fa)展(zhan)趨勢大(da)致如下:

1、發展大功率的中壓型或高壓型焊機

重(zhong)型(xing)機(ji)器(qi)制造業的(de)(de)發展，重(zhong)型(xing)產品(pin)的(de)(de)噸位不斷增(zeng)加(jia)(jia)，為減(jian)少(shao)加(jia)(jia)工(gong)上的(de)(de)困(kun)難，更(geng)加(jia)(jia)需要采(cai)用焊(han)接(jie)方(fang)法進(jin)行組合加(jia)(jia)工(gong)。這(zhe)些重(zhong)型(xing)設備(bei)的(de)(de)焊(han)縫熔深(shen)范圍超過(guo)100mn需要生產功率超過(guo)100kW的(de)(de)電子束焊(han)機(ji)。大型(xing)超厚的(de)(de)零(ling)部(bu)件(jian)采(cai)用電子束焊(han)接(jie)，可以減(jian)小變(bian)形，降低成本，縮短加(jia)(jia)工(gong)時間，提高產品(pin)質量。國外已有“150kV，60kW”的(de)(de)真空電子束焊(han)機(ji)，一次焊(han)接(jie)深(shen)度(du)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(yu)真空電子(zi)束(shu)(shu)焊接具有一(yi)系列優點(dian)，因此越來越多(duo)(duo)的(de)大(da)型(xing)零部件(jian)(jian)希望采用電子(zi)束(shu)(shu)焊接。但(dan)是(shi)，受真空室尺寸限制，很多(duo)(duo)大(da)體積、大(da)重量的(de)工件(jian)(jian)難以使用這種方法進行焊接。

3、發展具有更大靈活性的動槍式焊機

對于(yu)結(jie)構復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)(de)大型、重型部件(jian)，翻轉(zhuan)、定位(wei)(wei)、調整都很困難，有(you)時一(yi)個(ge)部位(wei)(wei)上有(you)若干(gan)條不同角度(du)或不同平(ping)面內的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)縫，特(te)別需要(yao)使(shi)用電子(zi)(zi)槍可靈活轉(zhuan)換位(wei)(wei)置的(de)(de)(de)(de)(de)真空電子(zi)(zi)束焊(han)機(ji)。發(fa)展具有(you)更大靈活性的(de)(de)(de)(de)(de)動槍式焊(han)機(ji)是電子(zi)(zi)束焊(han)接領域(yu)一(yi)個(ge)迫(po)切的(de)(de)(de)(de)(de)課題，目前國(guo)外已(yi)制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)動槍式焊(han)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)槍可在(zai)垂直平(ping)面內旋轉(zhuan)35°-45°，可基本滿足上述構件(jian)焊(han)接的(de)(de)(de)(de)(de)需要(yao)

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系統可對所有(you)機械(xie)坐標（包括焊(han)(han)接工作臺和電子槍的移(yi)動）和焊(han)(han)接參數進行控(kong)制。

5、真空電子束焊機的自動生產線

汽(qi)車、拖拉機(ji)(ji)行(xing)業(ye)需要制造(zao)系列化的(de)(de)傳動(dong)軸與(yu)(yu)傳動(dong)齒(chi)輪，采用電子(zi)束焊(han)(han)接不但減少了制造(zao)上(shang)的(de)(de)困難，而且焊(han)(han)后(hou)變形小、焊(han)(han)接參數(shu)有最佳的(de)(de)重復精(jing)度(du)及高的(de)(de)焊(han)(han)接速度(du)。由于汽(qi)車、拖拉機(ji)(ji)中軸與(yu)(yu)齒(chi)輪的(de)(de)生(sheng)產量極(ji)大，因此(ci)真(zhen)空電子(zi)束焊(han)(han)機(ji)(ji)需要與(yu)(yu)其他加工(gong)機(ji)(ji)床結(jie)合，組成(cheng)自動(dong)生(sheng)產線。這種(zhong)專用生(sheng)產線還包括(kuo)工(gong)作誤(wu)差測量裝置和工(gong)件焊(han)(han)前預熱的(de)(de)感(gan)應(ying)加熱器等。