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，電子束焊接是目前最為(wei)成熟(shu)的(de)(de)高能(neng)束(shu)流(liu)加(jia)工(gong)方法之(zhi)一(yi)。約在1950年前后，核能(neng)工(gong)業(ye)的(de)(de)發展(zhan)促使人(ren)們對高熔點(dian)金屬(shu)及稀貴金屬(shu)需(xu)求的(de)(de)增加(jia)。但是，該些材料在焊接(jie)時對大(da)氣(qi)環境(jing)中的(de)(de)氧(yang)、氮、氫等氣(qi)體有(you)很(hen)強(qiang)的(de)(de)親和力，極易形成化合物(wu)，影(ying)響接(jie)頭性能(neng)。而在當時，真空技術(shu)已(yi)經(jing)發展(zhan)到相當水平，真空能(neng)提供惰性氣(qi)體更“純凈(jing)”的(de)(de)保護條件，可是電弧(hu)不能(neng)在真空中維持。于是，電子(zi)束(shu)焊接(jie)技術(shu)應運而生。

電(dian)(dian)子(zi)束焊(han)接(jie)(jie)(jie)與核工業的發展(zhan)息息相(xiang)關。由于(yu)核輻射的防護，對核容器質量提出(chu)了極高(gao)的要求，一(yi)些大厚(hou)度結(jie)構(gou)采(cai)用(yong)傳統焊(han)接(jie)(jie)(jie)或激光(guang)(guang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法無法實現優質的接(jie)(jie)(jie)頭，核工業中采(cai)用(yong)的一(yi)些難熔高(gao)溫材料(liao)，采(cai)用(yong)傳統焊(han)接(jie)(jie)(jie)或激光(guang)(guang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法很(hen)難實現連接(jie)(jie)(jie)，而電(dian)(dian)子(zi)束焊(han)接(jie)(jie)(jie)可以很(hen)好地(di)實現其連接(jie)(jie)(jie)。今(jin)后(hou)幾(ji)十年中，我國的核能(neng)裝(zhuang)備將以幾(ji)何級數增(zeng)長，電(dian)(dian)子(zi)束焊(han)接(jie)(jie)(jie)作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)先進(jin)的連接(jie)(jie)(jie)技術，必將在(zai)其中發揮(hui)重要作(zuo)用(yong)。

20世紀60年代(dai)初，電子束焊(han)(han)接(jie)逐(zhu)步應(ying)用于飛機(ji)制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)和宇(yu)航(hang)(hang)工(gong)業(ye)(ye)中(zhong)貴重金屬的焊(han)(han)接(jie)。隨(sui)著現代(dai)航(hang)(hang)空和宇(yu)航(hang)(hang)等尖端技術的應(ying)用而迅速發展起來，成功地解決了為現代(dai)尖端產品而發展的各種新(xin)型材料的焊(han)(han)接(jie)問題(ti)。電子束焊(han)(han)接(jie)并且(qie)在汽車工(gong)業(ye)(ye)、船舶工(gong)業(ye)(ye)和機(ji)械制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)等領域應(ying)用也日益廣泛。電子束焊(han)(han)接(jie)的應(ying)用前景簡(jian)列(lie)如下：

1、電(dian)子束焊(han)接(jie)在(zai)復雜零件的(de)(de)(de)大批(pi)量生產中將(jiang)有較大的(de)(de)(de)發(fa)展。例如，在(zai)汽車(che)(che)工(gong)業中，采用電(dian)子束焊(han)接(jie)技(ji)術焊(han)接(jie)汽車(che)(che)的(de)(de)(de)齒輪(lun)和后(hou)橋(qiao)等(deng)，可以(yi)提高(gao)工(gong)作(zuo)效率、降低成本、提高(gao)零件的(de)(de)(de)質量。

2、在航空航天工業中，電子束(shu)焊接(jie)技術將繼(ji)續擴大其應用，并發展電子束(shu)焊接(jie)的在線(xian)檢測技術等。

3、由于電子束焊接在(zai)厚大(da)件焊接中具有(you)獨特(te)的優勢(shi)，所以(yi)在(zai)能源、核工(gong)業、船舶行業、重型機械制造中大(da)有(you)用(yong)武(wu)之地(di)。

4、電子束(shu)焊(han)接(jie)的(de)焊(han)接(jie)設備將趨向多功能及柔性化(hua)，隨著電子束(shu)焊(han)接(jie)應用領域的(de)擴(kuo)大，出(chu)于經濟(ji)方面(mian)的(de)考慮，多功能電子束(shu)焊(han)的(de)焊(han)接(jie)設備和(he)集成工藝以及電子束(shu)焊(han)機的(de)柔性化(hua)將越來(lai)越重(zhong)要。

5、宇航技(ji)(ji)術(shu)中所用各類火(huo)箭、衛星、飛船(chuan)、空(kong)間站、太陽能電(dian)站等(deng)(deng)的(de)結構(gou)件、發(fa)動機以及各種(zhong)儀器均需用焊接(jie)技(ji)(ji)術(shu)來完(wan)成，電(dian)子(zi)(zi)束焊接(jie)將(jiang)是實現空(kong)間結構(gou)焊接(jie)和滿足其需求的(de)強(qiang)有力(li)技(ji)(ji)術(shu)。且(qie)隨(sui)著(zhu)高(gao)端設備(bei)、技(ji)(ji)術(shu)等(deng)(deng)國(guo)產化趨(qu)勢的(de)增(zeng)強(qiang)，及電(dian)子(zi)(zi)束焊接(jie)等(deng)(deng)技(ji)(ji)術(shu)對焊材及人工成本的(de)大幅(fu)降低優勢逐漸趨(qu)于明顯等(deng)(deng)，國(guo)內電(dian)子(zi)(zi)束焊機等(deng)(deng)電(dian)子(zi)(zi)束金屬加工設備(bei)行業發(fa)展(zhan)將(jiang)迎來利好趨(qu)勢，給電(dian)子(zi)(zi)束焊機的(de)發(fa)展(zhan)增(zeng)添了(le)新(xin)的(de)活(huo)力(li)。

二、電子束焊機的發展趨勢

電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束焊(han)接(jie)從射束產(chan)生(sheng)和(he)(he)焊(han)接(jie)工(gong)藝(yi)的(de)(de)基礎(chu)研(yan)究到走上正規工(gong)業生(sheng)產(chan)的(de)(de)道路，前后經歷20多年(nian)的(de)(de)歷史(shi)，逐步使這一焊(han)接(jie)方法(fa)成為當前工(gong)業生(sheng)產(chan)中的(de)(de)一個(ge)重(zhong)要加工(gong)手(shou)段，并廣泛應用于各工(gong)業領域。近年(nian)來，科學技(ji)術的(de)(de)進(jin)一步發(fa)展，特別是真(zhen)空技(ji)術、高壓技(ji)術、電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)技(ji)術及(ji)計算機(ji)技(ji)術的(de)(de)進(jin)一步完(wan)善，給(gei)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束焊(han)機(ji)的(de)(de)發(fa)展增(zeng)添了新的(de)(de)活力目前世界各國(guo)正在利用這些方面的(de)(de)技(ji)術優勢研(yan)制和(he)(he)發(fa)展新型的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束焊(han)機(ji)，其發(fa)展趨勢大致(zhi)如(ru)下:

1、發展大功率的中壓型或高壓型焊機

重型(xing)機器制造業的發展，重型(xing)產品的噸位不斷增加(jia)，為(wei)減(jian)少加(jia)工(gong)(gong)上的困難，更加(jia)需要(yao)采用焊(han)(han)接(jie)方法進行組合加(jia)工(gong)(gong)。這些重型(xing)設備的焊(han)(han)縫熔深(shen)范(fan)圍(wei)超過(guo)100mn需要(yao)生產功(gong)率超過(guo)100kW的電(dian)子束焊(han)(han)機。大型(xing)超厚的零部件采用電(dian)子束焊(han)(han)接(jie)，可以(yi)減(jian)小變形，降(jiang)低成本，縮短加(jia)工(gong)(gong)時間，提(ti)高產品質(zhi)量。國(guo)外已有“150kV，60kW”的真空電(dian)子束焊(han)(han)機，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(you)于真空電(dian)(dian)子束(shu)焊(han)接(jie)(jie)具(ju)有一系列優點(dian)，因此(ci)越(yue)來越(yue)多的大型零(ling)部(bu)件希(xi)望采用電(dian)(dian)子束(shu)焊(han)接(jie)(jie)。但是，受真空室尺寸限制，很多大體積、大重量(liang)的工件難以使用這種方法進行(xing)焊(han)接(jie)(jie)。

3、發展具有更大靈活性的動槍式焊機

對(dui)于結構復雜的(de)(de)大(da)型、重型部件，翻轉(zhuan)、定位、調(diao)整都很困難，有(you)時(shi)一(yi)個部位上(shang)有(you)若干條不同角度(du)或不同平(ping)面內(nei)的(de)(de)焊(han)縫，特(te)別需要使用電子(zi)槍可靈活轉(zhuan)換(huan)位置的(de)(de)真空(kong)電子(zi)束焊(han)機(ji)。發展具有(you)更大(da)靈活性(xing)的(de)(de)動槍式(shi)焊(han)機(ji)是電子(zi)束焊(han)接領域一(yi)個迫切的(de)(de)課題(ti)，目(mu)前國外已制成(cheng)的(de)(de)動槍式(shi)焊(han)機(ji)的(de)(de)電子(zi)槍可在垂直平(ping)面內(nei)旋轉(zhuan)35°-45°，可基本滿(man)足上(shang)述構件焊(han)接的(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(tong)過(guo)CNC系統可(ke)對所有機械坐標（包括焊接工(gong)作(zuo)臺和電子槍的移動）和焊接參數進(jin)行控制。

5、真空電子束焊機的自動生產線

汽車、拖拉(la)機(ji)(ji)行業(ye)需要制造(zao)系(xi)列(lie)化的(de)(de)傳動軸與(yu)傳動齒輪(lun)，采用(yong)電子束(shu)焊(han)接(jie)不但減少了(le)制造(zao)上的(de)(de)困難，而且(qie)焊(han)后變形小、焊(han)接(jie)參數有最佳的(de)(de)重復(fu)精(jing)度(du)及(ji)高的(de)(de)焊(han)接(jie)速度(du)。由于(yu)汽車、拖拉(la)機(ji)(ji)中軸與(yu)齒輪(lun)的(de)(de)生(sheng)產量(liang)(liang)極大(da)，因此(ci)真空電子束(shu)焊(han)機(ji)(ji)需要與(yu)其他(ta)加(jia)工機(ji)(ji)床(chuang)結合，組成自動生(sheng)產線。這種專(zhuan)用(yong)生(sheng)產線還包(bao)括工作誤(wu)差測量(liang)(liang)裝置和工件焊(han)前(qian)預熱的(de)(de)感(gan)應加(jia)熱器等。