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)(shi)目前最為成熟的(de)(de)(de)高能(neng)束(shu)流加工方法(fa)之一。約在(zai)1950年前后(hou)，核能(neng)工業(ye)的(de)(de)(de)發(fa)展促使人們對(dui)高熔點(dian)金屬及稀貴金屬需求的(de)(de)(de)增加。但是(shi)(shi)，該些材料在(zai)焊接時(shi)對(dui)大(da)氣(qi)環境(jing)中的(de)(de)(de)氧、氮、氫等氣(qi)體有很強(qiang)的(de)(de)(de)親和力，極易形成化合物(wu)，影(ying)響接頭性能(neng)。而(er)在(zai)當時(shi)，真(zhen)(zhen)空技術(shu)已(yi)經發(fa)展到(dao)相(xiang)當水平，真(zhen)(zhen)空能(neng)提供惰性氣(qi)體更“純凈”的(de)(de)(de)保護條件，可是(shi)(shi)電弧(hu)不能(neng)在(zai)真(zhen)(zhen)空中維(wei)持。于是(shi)(shi)，電子束(shu)焊接技術(shu)應(ying)運(yun)而(er)生。

電子(zi)(zi)束焊(han)接(jie)(jie)(jie)與核(he)工業的(de)發展息息相關。由(you)于核(he)輻射的(de)防護(hu)，對核(he)容器質量提出了極高的(de)要(yao)求，一(yi)些大厚度結(jie)構(gou)采用傳統焊(han)接(jie)(jie)(jie)或激光(guang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方法無法實(shi)現(xian)優(you)質的(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)，核(he)工業中(zhong)采用的(de)一(yi)些難熔高溫材(cai)料，采用傳統焊(han)接(jie)(jie)(jie)或激光(guang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方法很(hen)難實(shi)現(xian)連接(jie)(jie)(jie)，而電子(zi)(zi)束焊(han)接(jie)(jie)(jie)可以(yi)很(hen)好地實(shi)現(xian)其連接(jie)(jie)(jie)。今后(hou)幾十(shi)年中(zhong)，我國的(de)核(he)能(neng)裝備將以(yi)幾何級數增長，電子(zi)(zi)束焊(han)接(jie)(jie)(jie)作為一(yi)種先進的(de)連接(jie)(jie)(jie)技術(shu)，必將在其中(zhong)發揮重要(yao)作用。

20世紀(ji)60年代(dai)初(chu)，電(dian)子(zi)束(shu)焊接(jie)逐步(bu)應(ying)用(yong)于飛機制造(zao)業和(he)宇航(hang)工(gong)業中貴重(zhong)金屬的焊接(jie)。隨著(zhu)現代(dai)航(hang)空和(he)宇航(hang)等(deng)尖端(duan)技術的應(ying)用(yong)而迅速(su)發(fa)展起來，成功地解決了為現代(dai)尖端(duan)產(chan)品而發(fa)展的各(ge)種新型材料(liao)的焊接(jie)問題。電(dian)子(zi)束(shu)焊接(jie)并且在汽(qi)車工(gong)業、船舶工(gong)業和(he)機械制造(zao)業等(deng)領域應(ying)用(yong)也日(ri)益(yi)廣(guang)泛。電(dian)子(zi)束(shu)焊接(jie)的應(ying)用(yong)前景(jing)簡列如下：

1、電子(zi)束焊接在復雜零件的(de)(de)大(da)批量生產(chan)中將有較大(da)的(de)(de)發展。例如，在汽車(che)工(gong)業(ye)中，采用電子(zi)束焊接技術焊接汽車(che)的(de)(de)齒輪和(he)后橋等，可以(yi)提(ti)高工(gong)作效率(lv)、降低成本、提(ti)高零件的(de)(de)質量。

2、在航空航天(tian)工業中，電子(zi)束焊接技術將(jiang)繼(ji)續擴(kuo)大(da)其應用，并發展電子(zi)束焊接的在線檢測(ce)技術等。

3、由于電(dian)子束焊接在厚大件焊接中具有獨特的優(you)勢，所以在能(neng)源(yuan)、核(he)工業、船舶行業、重型機械制造(zao)中大有用武之地。

4、電(dian)(dian)子束焊接的(de)(de)焊接設(she)備將趨向多(duo)功能(neng)及(ji)柔性(xing)化，隨(sui)著電(dian)(dian)子束焊接應用領域的(de)(de)擴大(da)，出于經濟方面的(de)(de)考慮，多(duo)功能(neng)電(dian)(dian)子束焊的(de)(de)焊接設(she)備和集(ji)成工(gong)藝(yi)以及(ji)電(dian)(dian)子束焊機的(de)(de)柔性(xing)化將越來越重要。

5、宇航技(ji)術(shu)中(zhong)所用各類火箭、衛星、飛船、空間(jian)站、太(tai)陽(yang)能電(dian)(dian)(dian)站等(deng)的(de)(de)結構件(jian)、發(fa)動機以及各種儀器(qi)均需用焊(han)(han)接技(ji)術(shu)來完(wan)成(cheng)，電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束焊(han)(han)接將是實現空間(jian)結構焊(han)(han)接和(he)滿足其需求(qiu)的(de)(de)強(qiang)(qiang)有力技(ji)術(shu)。且隨著(zhu)高端設備、技(ji)術(shu)等(deng)國(guo)產化(hua)趨(qu)勢的(de)(de)增強(qiang)(qiang)，及電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束焊(han)(han)接等(deng)技(ji)術(shu)對焊(han)(han)材(cai)及人(ren)工成(cheng)本(ben)的(de)(de)大幅(fu)降低優勢逐漸(jian)趨(qu)于(yu)明顯等(deng)，國(guo)內電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束焊(han)(han)機等(deng)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束金屬加工設備行(xing)業發(fa)展將迎來利好趨(qu)勢，給電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束焊(han)(han)機的(de)(de)發(fa)展增添了新的(de)(de)活力。

二、電子束焊機的發展趨勢

電子束(shu)焊接(jie)(jie)從射束(shu)產生和(he)焊接(jie)(jie)工(gong)藝(yi)的(de)(de)基礎研(yan)究到走(zou)上正規工(gong)業生產的(de)(de)道路，前后經歷(li)20多年(nian)的(de)(de)歷(li)史(shi)，逐步(bu)使這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)焊接(jie)(jie)方法成(cheng)為當(dang)前工(gong)業生產中的(de)(de)一(yi)(yi)個重要(yao)加工(gong)手段，并廣泛應用(yong)于各工(gong)業領域。近年(nian)來，科(ke)學技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)進(jin)一(yi)(yi)步(bu)發展(zhan)(zhan)，特別是真空技(ji)術(shu)(shu)、高壓技(ji)術(shu)(shu)、電子技(ji)術(shu)(shu)及計(ji)算機技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)進(jin)一(yi)(yi)步(bu)完善，給電子束(shu)焊機的(de)(de)發展(zhan)(zhan)增添了新的(de)(de)活力目前世界各國正在利用(yong)這(zhe)(zhe)些(xie)方面的(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)優勢研(yan)制和(he)發展(zhan)(zhan)新型的(de)(de)電子束(shu)焊機，其發展(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(zhong)型(xing)機(ji)器制造業的(de)(de)發展，重(zhong)型(xing)產品的(de)(de)噸位不(bu)斷增加，為減少加工上的(de)(de)困難(nan)，更加需要采用(yong)焊接方(fang)法進(jin)行組合(he)加工。這些重(zhong)型(xing)設(she)備的(de)(de)焊縫熔(rong)深(shen)范圍超過100mn需要生產功率超過100kW的(de)(de)電(dian)子(zi)束焊機(ji)。大型(xing)超厚的(de)(de)零部件(jian)采用(yong)電(dian)子(zi)束焊接，可以減小變形，降低(di)成本，縮(suo)短加工時間(jian)，提高產品質量。國外已有“150kV，60kW”的(de)(de)真空電(dian)子(zi)束焊機(ji)，一次(ci)焊接深(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(zi)束焊接具有一系(xi)列優點，因此越來越多(duo)的(de)大型(xing)零部件希望采用(yong)電子(zi)束焊接。但(dan)是，受真空室(shi)尺(chi)寸限制(zhi)，很多(duo)大體積、大重量(liang)的(de)工件難以(yi)使用(yong)這種方法進行(xing)焊接。

3、發展具有更大靈活性的動槍式焊機

對于結構(gou)復(fu)雜的(de)大型(xing)、重型(xing)部件，翻轉、定(ding)位、調整都很困難，有時一個(ge)部位上(shang)有若(ruo)干條不(bu)同角(jiao)度或不(bu)同平面(mian)內(nei)的(de)焊(han)(han)縫，特別需要使用(yong)電(dian)(dian)子(zi)槍可(ke)靈活轉換(huan)位置的(de)真空電(dian)(dian)子(zi)束焊(han)(han)機(ji)(ji)。發展具有更大靈活性(xing)的(de)動槍式(shi)焊(han)(han)機(ji)(ji)是(shi)電(dian)(dian)子(zi)束焊(han)(han)接(jie)領域(yu)一個(ge)迫切的(de)課(ke)題，目前國外已制(zhi)成的(de)動槍式(shi)焊(han)(han)機(ji)(ji)的(de)電(dian)(dian)子(zi)槍可(ke)在垂直(zhi)平面(mian)內(nei)旋轉35°-45°，可(ke)基本滿足上(shang)述構(gou)件焊(han)(han)接(jie)的(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(ke)對所有機械坐標（包括焊(han)接工作臺和電子槍的移動）和焊(han)接參數(shu)進行控制(zhi)。

5、真空電子束焊機的自動生產線

汽車(che)、拖(tuo)(tuo)拉機行業需(xu)要制(zhi)(zhi)造系列化的(de)傳動軸(zhou)(zhou)與傳動齒輪，采用(yong)(yong)電子(zi)束焊(han)接不(bu)但減(jian)少了制(zhi)(zhi)造上(shang)的(de)困(kun)難，而且焊(han)后變形小、焊(han)接參數有最佳的(de)重復精度(du)及高的(de)焊(han)接速(su)度(du)。由于(yu)汽車(che)、拖(tuo)(tuo)拉機中(zhong)軸(zhou)(zhou)與齒輪的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)量極大(da)，因此真(zhen)空電子(zi)束焊(han)機需(xu)要與其(qi)他加工機床結合，組成自(zi)動生(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)。這種(zhong)專用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)還(huan)包括(kuo)工作誤差測量裝置和(he)工件焊(han)前(qian)預(yu)熱的(de)感(gan)應加熱器等。