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)束流加工(gong)(gong)方法之一。約(yue)在(zai)1950年前后，核能(neng)工(gong)(gong)業的(de)(de)發(fa)展促使人們對(dui)高熔(rong)點金(jin)屬(shu)及稀(xi)貴金(jin)屬(shu)需求的(de)(de)增加。但是，該些材料在(zai)焊接(jie)時對(dui)大氣(qi)環境中(zhong)的(de)(de)氧、氮(dan)、氫等氣(qi)體(ti)有很強的(de)(de)親和(he)力(li)，極易形成化合(he)物，影響接(jie)頭性能(neng)。而(er)在(zai)當(dang)時，真空技術(shu)已經發(fa)展到(dao)相當(dang)水平，真空能(neng)提供(gong)惰性氣(qi)體(ti)更“純凈”的(de)(de)保護條件，可是電弧不(bu)能(neng)在(zai)真空中(zhong)維持。于是，電子(zi)束焊接(jie)技術(shu)應運而(er)生。

電(dian)子束焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)與(yu)核(he)工(gong)(gong)業的發展息息相關。由于核(he)輻射的防護，對(dui)核(he)容器(qi)質(zhi)量提出(chu)了極(ji)高(gao)的要(yao)求，一(yi)些大(da)厚度結構采用傳統焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)或(huo)(huo)激(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法(fa)無法(fa)實(shi)(shi)現(xian)優質(zhi)的接(jie)(jie)(jie)頭(tou)，核(he)工(gong)(gong)業中(zhong)采用的一(yi)些難熔高(gao)溫材料，采用傳統焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)或(huo)(huo)激(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法(fa)很難實(shi)(shi)現(xian)連接(jie)(jie)(jie)，而電(dian)子束焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)可以很好(hao)地實(shi)(shi)現(xian)其(qi)連接(jie)(jie)(jie)。今(jin)后幾十年中(zhong)，我(wo)國的核(he)能裝備將(jiang)以幾何級數(shu)增長，電(dian)子束焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)作(zuo)為一(yi)種(zhong)先進的連接(jie)(jie)(jie)技術，必將(jiang)在其(qi)中(zhong)發揮重要(yao)作(zuo)用。

20世紀60年代初，電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊接(jie)(jie)(jie)逐(zhu)步應用(yong)于(yu)飛機制造業和宇航工業中貴重金屬(shu)的(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)。隨著現(xian)(xian)代航空和宇航等尖端技術的(de)(de)應用(yong)而迅速發(fa)展(zhan)起來，成功地解(jie)決了(le)為現(xian)(xian)代尖端產品(pin)而發(fa)展(zhan)的(de)(de)各種新型材料的(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)問題(ti)。電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊接(jie)(jie)(jie)并且在汽車工業、船舶工業和機械(xie)制造業等領域應用(yong)也(ye)日益廣泛。電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)應用(yong)前景簡列如(ru)下：

1、電(dian)子束(shu)焊(han)接(jie)在(zai)復(fu)雜(za)零件的(de)(de)大(da)批量生產中將有較大(da)的(de)(de)發展(zhan)。例如，在(zai)汽車(che)工(gong)(gong)業中，采用電(dian)子束(shu)焊(han)接(jie)技術焊(han)接(jie)汽車(che)的(de)(de)齒輪和后橋等，可(ke)以提(ti)高工(gong)(gong)作(zuo)效率、降(jiang)低成(cheng)本、提(ti)高零件的(de)(de)質量。

2、在(zai)航空航天(tian)工(gong)業中，電子束焊(han)接(jie)技(ji)術將繼續擴大其應用(yong)，并發(fa)展(zhan)電子束焊(han)接(jie)的在(zai)線(xian)檢測技(ji)術等(deng)。

3、由于電子束(shu)焊(han)接在(zai)厚大件(jian)焊(han)接中(zhong)具(ju)有(you)獨(du)特的(de)優勢，所以在(zai)能源、核工業、船舶行業、重型(xing)機(ji)械制(zhi)造中(zhong)大有(you)用武之地。

4、電(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)接的(de)(de)焊(han)接設(she)(she)備將(jiang)趨(qu)向多功能及(ji)柔(rou)性(xing)化，隨著電(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)接應用(yong)領域的(de)(de)擴大，出于經濟方面的(de)(de)考慮，多功能電(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)的(de)(de)焊(han)接設(she)(she)備和集成(cheng)工藝以(yi)及(ji)電(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)機的(de)(de)柔(rou)性(xing)化將(jiang)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要。

5、宇航(hang)技(ji)術(shu)(shu)中所用各類火箭、衛星、飛船、空間站、太陽能電(dian)(dian)站等的結(jie)構件、發動機以及各種儀器均需用焊(han)接技(ji)術(shu)(shu)來完成(cheng)，電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)接將是實現空間結(jie)構焊(han)接和(he)滿(man)足(zu)其(qi)需求的強有力技(ji)術(shu)(shu)。且隨(sui)著高(gao)端設備(bei)、技(ji)術(shu)(shu)等國產化趨勢的增強，及電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)接等技(ji)術(shu)(shu)對焊(han)材及人工成(cheng)本的大(da)幅降(jiang)低優勢逐漸(jian)趨于明顯等，國內(nei)電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)機等電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)金屬加工設備(bei)行業發展將迎(ying)來利好趨勢，給電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)機的發展增添了(le)新的活(huo)力。

二、電子束焊機的發展趨勢

電(dian)子束(shu)焊(han)接從射束(shu)產(chan)生(sheng)和焊(han)接工藝(yi)的(de)(de)(de)基礎研究到(dao)走上正規工業(ye)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)道路，前(qian)后經歷20多(duo)年的(de)(de)(de)歷史，逐步使這一(yi)焊(han)接方法成為當前(qian)工業(ye)生(sheng)產(chan)中的(de)(de)(de)一(yi)個重(zhong)要加工手段，并廣(guang)泛應用于各工業(ye)領域。近年來，科學技術(shu)的(de)(de)(de)進一(yi)步發展(zhan)，特別是真空技術(shu)、高壓技術(shu)、電(dian)子技術(shu)及計算(suan)機(ji)技術(shu)的(de)(de)(de)進一(yi)步完善，給電(dian)子束(shu)焊(han)機(ji)的(de)(de)(de)發展(zhan)增添了新(xin)的(de)(de)(de)活力(li)目前(qian)世界(jie)各國正在利(li)用這些(xie)方面的(de)(de)(de)技術(shu)優勢(shi)研制(zhi)和發展(zhan)新(xin)型的(de)(de)(de)電(dian)子束(shu)焊(han)機(ji)，其發展(zhan)趨勢(shi)大致如(ru)下(xia):

1、發展大功率的中壓型或高壓型焊機

重型(xing)機器制造業的(de)發展，重型(xing)產(chan)品的(de)噸位不(bu)斷(duan)增加，為減(jian)少(shao)加工(gong)上的(de)困難，更加需要采用焊(han)(han)接方法進行組合加工(gong)。這些重型(xing)設備的(de)焊(han)(han)縫熔深(shen)范圍(wei)超過100mn需要生產(chan)功率超過100kW的(de)電(dian)子(zi)束焊(han)(han)機。大型(xing)超厚的(de)零部(bu)件采用電(dian)子(zi)束焊(han)(han)接，可以減(jian)小變(bian)形，降低成本，縮(suo)短加工(gong)時間，提(ti)高產(chan)品質量。國外已有“150kV，60kW”的(de)真空電(dian)子(zi)束焊(han)(han)機，一次焊(han)(han)接深(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

由于真空電子束(shu)焊(han)(han)接具有一(yi)系列(lie)優點，因此越(yue)來越(yue)多(duo)的(de)大型零部(bu)件希望采用(yong)電子束(shu)焊(han)(han)接。但是，受真空室尺寸限制，很多(duo)大體積、大重量的(de)工件難以使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)方法進行焊(han)(han)接。

3、發展具有更大靈活性的動槍式焊機

對于結構復(fu)雜的(de)(de)(de)大型(xing)、重型(xing)部(bu)(bu)件，翻轉(zhuan)(zhuan)、定位、調整都很困(kun)難，有(you)時一(yi)個部(bu)(bu)位上有(you)若干條不同(tong)角度(du)或不同(tong)平面(mian)內的(de)(de)(de)焊(han)縫，特別(bie)需要(yao)使用電(dian)子(zi)槍可(ke)靈活(huo)轉(zhuan)(zhuan)換位置(zhi)的(de)(de)(de)真空電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)機(ji)。發展具有(you)更大靈活(huo)性的(de)(de)(de)動(dong)(dong)槍式(shi)焊(han)機(ji)是(shi)電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接領域一(yi)個迫切(qie)的(de)(de)(de)課題，目前國外已制(zhi)成的(de)(de)(de)動(dong)(dong)槍式(shi)焊(han)機(ji)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)槍可(ke)在垂直平面(mian)內旋轉(zhuan)(zhuan)35°-45°，可(ke)基本滿足上述構件焊(han)接的(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(tong)過CNC系統(tong)可對(dui)所有機械坐標（包括(kuo)焊(han)(han)接(jie)工作臺(tai)和電子(zi)槍的(de)移動）和焊(han)(han)接(jie)參(can)數進行控(kong)制。

5、真空電子束焊機的自動生產線

汽車、拖(tuo)拉機(ji)行業需要(yao)制造(zao)系列化的傳動軸與(yu)傳動齒輪(lun)，采用(yong)電子束焊(han)(han)接(jie)不但(dan)減少了制造(zao)上的困難，而且焊(han)(han)后變形小、焊(han)(han)接(jie)參數有最佳的重復精度(du)及高(gao)的焊(han)(han)接(jie)速度(du)。由于汽車、拖(tuo)拉機(ji)中軸與(yu)齒輪(lun)的生(sheng)(sheng)產(chan)量極大，因(yin)此真空電子束焊(han)(han)機(ji)需要(yao)與(yu)其他加工機(ji)床結合，組成自動生(sheng)(sheng)產(chan)線。這種專用(yong)生(sheng)(sheng)產(chan)線還包括工作誤差(cha)測量裝置(zhi)和工件(jian)焊(han)(han)前預熱的感應加熱器等(deng)。