一、電子束焊機是什么設備

電子(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)機是利用(yong)高(gao)速運(yun)動的(de)(de)電子(zi)束(shu)流(liu)轟(hong)擊工(gong)件(jian)的(de)(de)原理(li)進行焊(han)(han)(han)接加工(gong)的(de)(de)一種比較(jiao)精密的(de)(de)焊(han)(han)(han)接設備，它基本(ben)上代表了最(zui)高(gao)性能(neng)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接水平。真空(kong)電子(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)在焊(han)(han)(han)接過程中(zhong)(zhong)利用(yong)定向高(gao)速運(yun)動的(de)(de)電子(zi)束(shu)流(liu)撞擊工(gong)件(jian)使(shi)動能(neng)轉化(hua)(hua)(hua)為熱能(neng)而使(shi)工(gong)件(jian)熔化(hua)(hua)(hua)，形成焊(han)(han)(han)縫(feng)。電子(zi)束(shu)能(neng)量密度(du)高(gao)達108瓦/厘米(mi)2，能(neng)把焊(han)(han)(han)件(jian)金(jin)屬(shu)迅(xun)速加熱到很高(gao)溫度(du)，因而能(neng)熔化(hua)(hua)(hua)任何(he)難熔金(jin)屬(shu)與合金(jin)。它不需要填充材料，一般(ban)在真空(kong)中(zhong)(zhong)進行焊(han)(han)(han)接，焊(han)(han)(han)縫(feng)純凈(jing)、光潔(jie)、無氧化(hua)(hua)(hua)缺陷(xian)。

電子束焊(han)接(jie)因(yin)具(ju)有不用焊(han)條、不易氧化、工藝重復性好及(ji)熱(re)變(bian)形量小的優點而廣泛應用于航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天、原子能、國防(fang)及(ji)軍工、汽車和(he)電氣電工儀表等眾(zhong)多行業(ye)。電子束焊(han)接(jie)包含了機械(xie)、真空(kong)、高(gao)電壓和(he)電磁場理(li)論、電子光學、自動控制和(he)計算機等多學科(ke)技(ji)術。

二、電子束焊機工作原理

電(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)基本原理是電(dian)(dian)子(zi)槍中的(de)(de)陰(yin)極(ji)由于直接(jie)(jie)或間接(jie)(jie)加熱而發射電(dian)(dian)子(zi)，該電(dian)(dian)子(zi)在高壓靜電(dian)(dian)場的(de)(de)加速下再通過電(dian)(dian)磁場的(de)(de)聚焦就可以形(xing)成(cheng)能(neng)(neng)量密度極(ji)高的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)束(shu)，用此電(dian)(dian)子(zi)束(shu)去轟擊(ji)工件，巨大的(de)(de)動能(neng)(neng)轉化為熱能(neng)(neng)，使焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)處工件熔(rong)化，形(xing)成(cheng)熔(rong)池，從而實現對工件的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。

根據電子束(shu)焊接的基本原理，西方(fang)國(guo)家(jia)在70年代末(mo)期研(yan)究開發(fa)出雙金(jin)屬鋸(ju)(ju)帶(dai)(dai)電子束(shu)焊接新(xin)工藝生產(chan)線，代替傳統(tong)的普(pu)通高(gao)速(su)(su)鋼(gang)鋸(ju)(ju)帶(dai)(dai)生產(chan)工藝，從而大量(liang)節省了高(gao)速(su)(su)鋼(gang)，并提高(gao)了鋸(ju)(ju)帶(dai)(dai)的使用壽命。雙金(jin)屬鋸(ju)(ju)帶(dai)(dai)就(jiu)是把具有(you)彈性(xing)性(xing)能好的彈簧鋼(gang)和切削能力強的高(gao)速(su)(su)鋼(gang)通過電子束(shu)焊接方(fang)法而獲得的一種(zhong)新(xin)型鋸(ju)(ju)帶(dai)(dai)。我國(guo)在80年代后期相(xiang)繼從德國(guo)引進若干(gan)條(tiao)生產(chan)線以(yi)滿足國(guo)內市場高(gao)速(su)(su)發(fa)展(zhan)的需要，但還(huan)不(bu)能完(wan)全(quan)滿足其(qi)市場要求。

三、電子束焊機的特點

1、電子束能量密度(du)高，一(yi)般可(ke)達(da)106~109W/cm2，是普(pu)通電弧(hu)焊(han)(han)和(he)氬弧(hu)焊(han)(han)的100~10萬(wan)倍，因此可(ke)實現焊(han)(han)縫(feng)深而(er)窄的焊(han)(han)接(jie)，深寬比大于10:1。

2、電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接(jie)，其(qi)焊(han)縫化學成份純凈， 焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)強度高、質量好(hao)。

3、電子束(shu)焊接(jie)所需線能量小，而焊接(jie)速度(du)高，因此焊件(jian)的(de)熱影響區(qu)小、焊件(jian)變(bian)形(xing)小，除一般焊接(jie)外，還可(ke)以(yi)對(dui)精加(jia)工后的(de)零部件(jian)進行焊接(jie)。

4、可(ke)焊(han)接(jie)普通(tong)鋼材、不(bu)銹(xiu)鋼、合金(jin)鋼及銅、鋁等(deng)金(jin)屬、難(nan)溶金(jin)屬（如鉭(tan)、鈮、鉬）和一(yi)些化(hua)學性質活潑的金(jin)屬（如鈦、鋯(gao)、鈾等(deng)）。

5、可焊接異種金屬， 如銅(tong)(tong)和不銹鋼、鋼與硬質合金、鉻(ge)和鉬、銅(tong)(tong)鉻(ge)和銅(tong)(tong)鎢(wu)等。

6、電(dian)子束(shu)焊(han)接(jie)的工藝參數，如加速(su)電(dian)壓(ya)、束(shu)流(liu)、聚焦電(dian)流(liu)、偏壓(ya)、焊(han)速(su)等可以(yi)精確調整，因此易于實現(xian)焊(han)接(jie)過程(cheng)自動化和程(cheng)序控制，焊(han)接(jie)重復性(xing)好。

7、電子束焊接能焊接復雜幾何形狀工件。

8、與普通(tong)焊(han)接相比， 其焊(han)接速率(lv)更高(gao)（尤其對于大厚件的焊(han)接工件）。

四、電子束焊機的應用領域

電(dian)(dian)子(zi)束焊(han)接因具有不用(yong)焊(han)條、不易氧化、工藝重復(fu)性好及熱變形量小的優點而廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)于航(hang)空航(hang)天、原子(zi)能、國防及軍工、汽車和電(dian)(dian)氣(qi)電(dian)(dian)工儀(yi)表等眾多(duo)行業。電(dian)(dian)子(zi)束焊(han)機在下面領(ling)域中得到了(le)廣(guang)泛(fan)的應(ying)用(yong)：

1、航(hang)天航(hang)空工業-----噴氣(qi)發動(dong)(dong)機(ji)部件(jian)、起落架、機(ji)艙段框架、精密傳動(dong)(dong)件(jian)、火箭助推(tui)器、高壓氣(qi)瓶、火箭發動(dong)(dong)機(ji)部件(jian)等(deng)。

2、核能工業---------加速器部件(jian)、燃料棒(bang)、支架、導向筒、蒸發器等。

3、兵器工業---------雷達漫波導、平衡肘、柴油發(fa)動機、增(zeng)壓(ya)器渦輪等。

4、汽輪機(ji)制造業---------汽輪機(ji)葉片、隔板(ban)等。

5、汽車(che)工(gong)業---------變速箱齒輪(lun)、行星齒輪(lun)框架、后橋、汽缸、離合器、發動(dong)機增壓器渦輪(lun)、汽車(che)動(dong)力電池。

6、船(chuan)舶工(gong)業---------艦艇發動機、船(chuan)機修復、攜進器螺旋槳、魚(yu)雷(lei)部(bu)件、潛(qian)艇殼體(ti)。

7、儀表(biao)工業---------各種儀表(biao)傳(chuan)感器、膜盒等(deng)。

8、電工行業(ye)---------電工合金(jin)觸頭、錳銅分流器(qi)。

9、礦山機(ji)械---------齒輪(lun)。

10、石化(hua)設備---------煉鋼爐的銅冷(leng)卻(que)風口。

11、能源動力---------汽(qi)輪機轉子、汽(qi)輪機隔板、鍋爐閥門的閥體(ti)等(deng)。

12、電子工業---------雙(shuang)金屬帶、傳感器(qi)部(bu)件、雷達部(bu)件等。

13、醫療器械---------鈦(tai)合金支(zhi)架、人(ren)工關節、人(ren)工骨骼(ge)、醫用鎳鈦(tai)合金導絲等。

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

高真空電(dian)(dian)子束(shu)焊(han)：這種電(dian)(dian)子束(shu)焊(han)在10-4～10-1Pa的(de)真空度下(xia)進行焊(han)接，是目前應用較(jiao)多的(de)電(dian)(dian)子束(shu)焊(han)，工(gong)件大小易(yi)受工(gong)作室尺寸(cun)的(de)限(xian)制。

低真(zhen)(zhen)空(kong)電子束焊：低真(zhen)(zhen)空(kong)電子束焊的(de)工作真(zhen)(zhen)空(kong)度(du)介(jie)于(yu)10-1～10Pa，真(zhen)(zhen)空(kong)系(xi)統(tong)簡單，啟動相對較快，同時(shi)減弱了焊接時(shi)的(de)金屬蒸發。

非真(zhen)空(kong)電(dian)子(zi)束焊：這種(zhong)電(dian)子(zi)束焊是將真(zhen)空(kong)條件(jian)形成的電(dian)子(zi)束流引入(ru)到大氣環境(jing)中對(dui)工件(jian)進行焊接，已經擺脫了真(zhen)空(kong)室對(dui)工件(jian)尺寸(cun)的限制，但對(dui)工作距離與焊縫寬(kuan)深比(bi)有要求(qiu)。

2、按電子束焊機的加速電壓分

高(gao)壓(ya)電(dian)子束焊：加速電(dian)壓(ya)范圍60～150kV，可(ke)得到直(zhi)徑小(xiao)、功率密度大(da)的束斑(ban)和深寬比大(da)的焊縫(feng)。

中(zhong)壓電(dian)子束焊：加速(su)電(dian)壓范(fan)圍30～60kV。

低壓電(dian)子束焊：加速電(dian)壓范圍低于30kV，適(shi)用于焊縫深(shen)寬比不高(gao)的(de)薄板材(cai)料的(de)焊接。

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