一、電子束焊機是什么設備
電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)機是利(li)用高(gao)速(su)(su)運動的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)流轟擊工件(jian)的(de)原理進行焊(han)接(jie)加工的(de)一種比(bi)較精(jing)密(mi)的(de)焊(han)接(jie)設(she)備,它(ta)基本上代(dai)表(biao)了(le)最高(gao)性能(neng)的(de)焊(han)接(jie)水平。真(zhen)空(kong)(kong)電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)在(zai)焊(han)接(jie)過程(cheng)中(zhong)利(li)用定向高(gao)速(su)(su)運動的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)流撞擊工件(jian)使(shi)(shi)動能(neng)轉化為熱(re)能(neng)而使(shi)(shi)工件(jian)熔化,形成(cheng)焊(han)縫(feng)。電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)能(neng)量密(mi)度高(gao)達108瓦/厘米2,能(neng)把焊(han)件(jian)金(jin)屬迅速(su)(su)加熱(re)到(dao)很高(gao)溫(wen)度,因而能(neng)熔化任何難(nan)熔金(jin)屬與合金(jin)。它(ta)不(bu)需要填充(chong)材料,一般在(zai)真(zhen)空(kong)(kong)中(zhong)進行焊(han)接(jie),焊(han)縫(feng)純凈、光潔、無(wu)氧化缺陷。
電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊接因(yin)具有不用(yong)焊條、不易氧化、工(gong)藝重復(fu)性好及(ji)熱(re)變形量小的優點而廣(guang)泛應用(yong)于航空(kong)航天、原子(zi)(zi)能(neng)、國防及(ji)軍工(gong)、汽(qi)車和電(dian)(dian)(dian)氣電(dian)(dian)(dian)工(gong)儀表(biao)等眾(zhong)多(duo)行業。電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊接包含了機械(xie)、真(zhen)空(kong)、高電(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)磁(ci)場理論、電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)光學、自動(dong)控制和計(ji)算(suan)機等多(duo)學科(ke)技術。
二、電子束焊機工作原理
電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)焊(han)接(jie)的(de)(de)基(ji)本原理是電(dian)(dian)子(zi)(zi)槍(qiang)中的(de)(de)陰極由(you)于直接(jie)或間接(jie)加熱(re)而發射(she)電(dian)(dian)子(zi)(zi),該電(dian)(dian)子(zi)(zi)在高壓靜電(dian)(dian)場的(de)(de)加速下(xia)再通(tong)過電(dian)(dian)磁場的(de)(de)聚焦就可(ke)以形成能量密度極高的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu),用(yong)此電(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)去轟擊工件(jian),巨(ju)大的(de)(de)動能轉化為熱(re)能,使焊(han)接(jie)處工件(jian)熔化,形成熔池,從(cong)而實現(xian)對工件(jian)的(de)(de)焊(han)接(jie)。
根據電子(zi)束焊接的(de)(de)(de)(de)基本原理,西(xi)方(fang)(fang)國(guo)家(jia)在70年代(dai)末期(qi)研究開發(fa)出雙(shuang)金屬鋸(ju)(ju)帶(dai)(dai)電子(zi)束焊接新工藝生(sheng)產(chan)線,代(dai)替傳統的(de)(de)(de)(de)普通高速(su)鋼(gang)鋸(ju)(ju)帶(dai)(dai)生(sheng)產(chan)工藝,從而大量節省了高速(su)鋼(gang),并提高了鋸(ju)(ju)帶(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)使用壽命。雙(shuang)金屬鋸(ju)(ju)帶(dai)(dai)就是把具(ju)有彈性(xing)性(xing)能(neng)好(hao)的(de)(de)(de)(de)彈簧(huang)鋼(gang)和切削能(neng)力(li)強的(de)(de)(de)(de)高速(su)鋼(gang)通過電子(zi)束焊接方(fang)(fang)法而獲得的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)新型鋸(ju)(ju)帶(dai)(dai)。我國(guo)在80年代(dai)后期(qi)相繼從德國(guo)引進若干條(tiao)生(sheng)產(chan)線以(yi)滿足國(guo)內市場(chang)高速(su)發(fa)展的(de)(de)(de)(de)需要(yao),但還不能(neng)完(wan)全滿足其(qi)市場(chang)要(yao)求。
三、電子束焊機的特點
1、電子(zi)束能量密度(du)高(gao),一般可達106~109W/cm2,是普通電弧焊(han)(han)和氬弧焊(han)(han)的100~10萬倍,因此可實現焊(han)(han)縫(feng)深而(er)窄的焊(han)(han)接,深寬比大(da)于10:1。
2、電(dian)子束焊接(jie),其(qi)焊縫化學成份純凈(jing), 焊接(jie)接(jie)頭強度高、質量好。
3、電子束焊(han)(han)(han)接所需線能量(liang)小,而焊(han)(han)(han)接速度高,因此焊(han)(han)(han)件(jian)的(de)熱影響區小、焊(han)(han)(han)件(jian)變形小,除一般焊(han)(han)(han)接外,還可(ke)以對精加工后(hou)的(de)零部件(jian)進行焊(han)(han)(han)接。
4、可焊(han)接(jie)普通鋼材、不銹鋼、合金鋼及銅、鋁(lv)等金屬(shu)、難溶金屬(shu)(如(ru)鉭、鈮、鉬)和一些化(hua)學(xue)性質活潑的(de)金屬(shu)(如(ru)鈦、鋯、鈾等)。
5、可(ke)焊接異(yi)種金屬, 如銅(tong)和不(bu)銹(xiu)鋼、鋼與(yu)硬質合金、鉻和鉬、銅(tong)鉻和銅(tong)鎢等。
6、電(dian)(dian)子束焊(han)接的(de)工(gong)藝參數,如(ru)加速電(dian)(dian)壓、束流、聚焦電(dian)(dian)流、偏壓、焊(han)速等可以精確調整,因此易于實(shi)現焊(han)接過程(cheng)自動化和(he)程(cheng)序控制,焊(han)接重復性好。
7、電子束焊接能焊接復雜幾(ji)何形狀工件。
8、與普(pu)通焊(han)接相比, 其焊(han)接速(su)率(lv)更高(尤(you)其對于大厚件的(de)焊(han)接工件)。
四、電子束焊機的應用領域
電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接因具有不用焊(han)條、不易氧化、工藝(yi)重(zhong)復性好及(ji)熱變形量小(xiao)的(de)優(you)點(dian)而廣(guang)泛(fan)應用于航空(kong)航天(tian)、原子(zi)能(neng)、國防及(ji)軍工、汽車和電(dian)氣電(dian)工儀(yi)表等眾(zhong)多(duo)行業。電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)機在下(xia)面(mian)領域中(zhong)得到(dao)了廣(guang)泛(fan)的(de)應用:
1、航(hang)天航(hang)空工(gong)業-----噴氣發動機(ji)部(bu)(bu)件、起(qi)落架(jia)、機(ji)艙段框架(jia)、精密傳(chuan)動件、火箭助推(tui)器、高(gao)壓氣瓶、火箭發動機(ji)部(bu)(bu)件等。
2、核能工業---------加速器(qi)部件、燃(ran)料棒、支架、導向筒、蒸(zheng)發器(qi)等。
3、兵(bing)器工業---------雷達漫波(bo)導、平衡肘、柴油(you)發動機(ji)、增壓器渦輪(lun)等(deng)。
4、汽輪機制造業---------汽輪機葉(xie)片、隔(ge)板等。
5、汽(qi)車工業---------變速箱齒輪、行星齒輪框架、后橋(qiao)、汽(qi)缸(gang)、離合器(qi)、發動(dong)機(ji)增壓器(qi)渦(wo)輪、汽(qi)車動(dong)力電池。
6、船(chuan)舶(bo)工業---------艦艇發動機(ji)、船(chuan)機(ji)修復、攜進器螺(luo)旋槳、魚雷部件、潛(qian)艇殼體。
7、儀表工業---------各種(zhong)儀表傳感器、膜(mo)盒(he)等(deng)。
8、電工(gong)行業---------電工(gong)合金觸頭、錳銅(tong)分流器。
9、礦山機械---------齒輪。
10、石化設備---------煉鋼(gang)爐(lu)的銅冷卻風口。
11、能源動力---------汽(qi)輪(lun)機轉子、汽(qi)輪(lun)機隔板(ban)、鍋爐(lu)閥門的閥體等(deng)。
12、電(dian)子(zi)工業---------雙(shuang)金屬帶、傳(chuan)感器部(bu)件、雷達(da)部(bu)件等。
13、醫療器(qi)械(xie)---------鈦合(he)金支架(jia)、人工(gong)關(guan)節、人工(gong)骨骼、醫用鎳鈦合(he)金導絲等。
五、電子束焊機的種類
1、電子束焊按被焊工件所在環境的真空度分
高真空(kong)電子(zi)束焊(han)(han):這種電子(zi)束焊(han)(han)在10-4~10-1Pa的(de)真空(kong)度下進行焊(han)(han)接,是(shi)目前應用(yong)較多的(de)電子(zi)束焊(han)(han),工件大小易受工作室尺寸的(de)限制。
低真(zhen)空(kong)電子束焊:低真(zhen)空(kong)電子束焊的工(gong)作真(zhen)空(kong)度介于10-1~10Pa,真(zhen)空(kong)系統簡單,啟動相對較快,同時(shi)減弱了焊接時(shi)的金屬蒸發。
非真空(kong)電(dian)子束(shu)焊:這種電(dian)子束(shu)焊是將真空(kong)條(tiao)件形成的(de)電(dian)子束(shu)流引(yin)入(ru)到大氣環境中對工件進行焊接,已經擺脫了(le)真空(kong)室對工件尺寸的(de)限制,但對工作(zuo)距離與焊縫寬深比有(you)要(yao)求。
2、按電子束焊機的加速電壓分
高壓電子束焊(han):加速電壓范圍60~150kV,可得(de)到直徑小、功率密度大的(de)束斑和深寬比大的(de)焊(han)縫。
中壓(ya)電子(zi)束焊:加速電壓(ya)范圍30~60kV。
低壓(ya)電子(zi)束(shu)焊:加速電壓(ya)范圍低于(yu)30kV,適用于(yu)焊縫(feng)深寬比不高的薄板(ban)材料的焊接。
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