一、電子束焊機是什么設備

電子(zi)束(shu)焊機是利(li)用高(gao)速運動的(de)電子(zi)束(shu)流轟擊工件的(de)原(yuan)理進行(xing)焊接(jie)加工的(de)一種比較(jiao)精密的(de)焊接(jie)設備，它基本上代表了最高(gao)性能(neng)(neng)的(de)焊接(jie)水(shui)平(ping)。真(zhen)空電子(zi)束(shu)焊在焊接(jie)過程中利(li)用定(ding)向高(gao)速運動的(de)電子(zi)束(shu)流撞擊工件使動能(neng)(neng)轉化為熱(re)能(neng)(neng)而使工件熔(rong)化，形成(cheng)焊縫(feng)。電子(zi)束(shu)能(neng)(neng)量密度高(gao)達108瓦/厘米(mi)2，能(neng)(neng)把焊件金(jin)屬(shu)迅(xun)速加熱(re)到很高(gao)溫(wen)度，因而能(neng)(neng)熔(rong)化任何難熔(rong)金(jin)屬(shu)與合(he)金(jin)。它不需要填充材料，一般在真(zhen)空中進行(xing)焊接(jie)，焊縫(feng)純凈、光潔、無(wu)氧化缺陷。

電(dian)子(zi)束(shu)焊接(jie)(jie)因具(ju)有(you)不用(yong)焊條、不易氧化、工藝重復性好及熱變形(xing)量(liang)小的優點(dian)而廣泛應(ying)用(yong)于航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天、原(yuan)子(zi)能、國防及軍工、汽(qi)車和(he)電(dian)氣電(dian)工儀(yi)表等眾(zhong)多行業。電(dian)子(zi)束(shu)焊接(jie)(jie)包含了機(ji)械、真空、高電(dian)壓和(he)電(dian)磁場理(li)論、電(dian)子(zi)光學、自(zi)動控制(zhi)和(he)計算機(ji)等多學科技術。

二、電子束焊機工作原理

電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)接(jie)(jie)的基本(ben)原理是電(dian)(dian)(dian)子(zi)槍中的陰極(ji)由(you)于直(zhi)接(jie)(jie)或間接(jie)(jie)加熱而(er)(er)發射電(dian)(dian)(dian)子(zi)，該電(dian)(dian)(dian)子(zi)在高壓靜電(dian)(dian)(dian)場的加速下再(zai)通(tong)過(guo)電(dian)(dian)(dian)磁場的聚焦就可(ke)以形成能(neng)量密度極(ji)高的電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)，用(yong)此電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)去轟(hong)擊工件(jian)，巨大的動能(neng)轉化為熱能(neng)，使焊(han)(han)接(jie)(jie)處工件(jian)熔(rong)化，形成熔(rong)池(chi)，從而(er)(er)實現對工件(jian)的焊(han)(han)接(jie)(jie)。

根據電(dian)子束焊接(jie)的(de)基(ji)本(ben)原理，西方(fang)國家在70年代(dai)末期(qi)研究(jiu)開發出(chu)雙(shuang)(shuang)金屬(shu)鋸帶(dai)電(dian)子束焊接(jie)新工藝(yi)生(sheng)產(chan)線，代(dai)替傳統的(de)普通(tong)高(gao)(gao)速(su)鋼鋸帶(dai)生(sheng)產(chan)工藝(yi)，從(cong)而(er)大量節省了(le)高(gao)(gao)速(su)鋼，并提高(gao)(gao)了(le)鋸帶(dai)的(de)使(shi)用壽(shou)命。雙(shuang)(shuang)金屬(shu)鋸帶(dai)就是把具有彈性性能好的(de)彈簧鋼和切削(xue)能力(li)強的(de)高(gao)(gao)速(su)鋼通(tong)過電(dian)子束焊接(jie)方(fang)法而(er)獲得的(de)一種(zhong)新型鋸帶(dai)。我國在80年代(dai)后期(qi)相繼從(cong)德國引進若干條生(sheng)產(chan)線以滿足(zu)國內市(shi)場高(gao)(gao)速(su)發展的(de)需要，但還不(bu)能完全(quan)滿足(zu)其市(shi)場要求。

三、電子束焊機的特點

1、電子(zi)束能量密(mi)度高(gao)，一般可(ke)達106~109W/cm2，是普通(tong)電弧(hu)焊(han)和氬弧(hu)焊(han)的100~10萬倍，因此(ci)可(ke)實現焊(han)縫深(shen)(shen)而窄(zhai)的焊(han)接，深(shen)(shen)寬比大于10:1。

2、電(dian)子束焊(han)接，其焊(han)縫化學成份純凈， 焊(han)接接頭(tou)強度高(gao)、質量好。

3、電子束(shu)焊接(jie)所需線能(neng)量小，而焊接(jie)速度高，因此焊件(jian)(jian)的熱影響區小、焊件(jian)(jian)變形小，除(chu)一般(ban)焊接(jie)外，還可以(yi)對精加工(gong)后的零(ling)部(bu)件(jian)(jian)進行焊接(jie)。

4、可(ke)焊接普通(tong)鋼(gang)(gang)材、不銹鋼(gang)(gang)、合金(jin)鋼(gang)(gang)及(ji)銅(tong)、鋁等金(jin)屬(shu)、難(nan)溶金(jin)屬(shu)（如(ru)鉭、鈮、鉬(mu)）和一些(xie)化學性質活潑的(de)金(jin)屬(shu)（如(ru)鈦、鋯、鈾等）。

5、可焊接異種(zhong)金屬(shu)， 如銅和不銹鋼、鋼與硬(ying)質合金、鉻和鉬、銅鉻和銅鎢等。

6、電(dian)(dian)子束焊(han)(han)接的工(gong)藝參數(shu)，如加速(su)電(dian)(dian)壓、束流(liu)、聚(ju)焦電(dian)(dian)流(liu)、偏壓、焊(han)(han)速(su)等(deng)可以精確(que)調整，因此易于實現焊(han)(han)接過程(cheng)自動(dong)化和程(cheng)序控(kong)制，焊(han)(han)接重復(fu)性(xing)好。

7、電子(zi)束(shu)焊接能焊接復雜幾何形狀工件(jian)。

8、與(yu)普(pu)通焊(han)接相比， 其焊(han)接速率(lv)更高（尤其對于(yu)大厚件的焊(han)接工件）。

四、電子束焊機的應用領域

電子束焊接因具(ju)有不用(yong)焊條(tiao)、不易氧化、工藝重復性(xing)好及(ji)熱變形量小(xiao)的(de)優點而廣泛應(ying)用(yong)于航空航天、原子能、國防及(ji)軍(jun)工、汽車和電氣電工儀表等眾多(duo)行業。電子束焊機在(zai)下面(mian)領域中得到了廣泛的(de)應(ying)用(yong)：

1、航天航空工(gong)業-----噴(pen)氣發動(dong)機(ji)部件、起(qi)落架(jia)、機(ji)艙段框架(jia)、精密傳(chuan)動(dong)件、火箭助推器、高壓氣瓶、火箭發動(dong)機(ji)部件等。

2、核能工(gong)業(ye)---------加速器部件、燃料(liao)棒、支架(jia)、導向筒、蒸發器等(deng)。

3、兵器工業---------雷達漫波導(dao)、平衡肘(zhou)、柴油(you)發動機、增(zeng)壓器渦輪等(deng)。

4、汽輪機(ji)制造業---------汽輪機(ji)葉片、隔板等(deng)。

5、汽(qi)車工業(ye)---------變速箱齒輪、行星齒輪框架、后橋、汽(qi)缸(gang)、離合器、發動機增壓器渦輪、汽(qi)車動力電池。

6、船(chuan)舶工業---------艦艇(ting)發動機、船(chuan)機修復、攜進器(qi)螺旋(xuan)槳、魚雷部件、潛艇(ting)殼(ke)體。

7、儀(yi)表工業---------各種儀(yi)表傳感器、膜(mo)盒等。

8、電工行業---------電工合(he)金觸頭、錳銅分(fen)流器(qi)。

9、礦山機械---------齒輪。

10、石化設備---------煉(lian)鋼爐的銅(tong)冷卻(que)風口。

11、能源(yuan)動力---------汽輪(lun)機(ji)轉(zhuan)子(zi)、汽輪(lun)機(ji)隔板、鍋爐閥(fa)門的閥(fa)體等(deng)。

12、電子工(gong)業---------雙金屬(shu)帶(dai)、傳感器部件(jian)(jian)、雷達部件(jian)(jian)等。

13、醫(yi)療器械---------鈦合(he)金支(zhi)架、人工關節、人工骨骼、醫(yi)用鎳(nie)鈦合(he)金導絲(si)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

高真空電子束(shu)焊：這種電子束(shu)焊在10-4～10-1Pa的(de)真空度下進行焊接，是目(mu)前(qian)應用較多的(de)電子束(shu)焊，工件大小易(yi)受工作(zuo)室尺(chi)寸(cun)的(de)限制(zhi)。

低真空電(dian)子束(shu)焊(han)(han)：低真空電(dian)子束(shu)焊(han)(han)的(de)工作真空度(du)介于10-1～10Pa，真空系(xi)統簡單，啟動相對較快，同時(shi)減弱了焊(han)(han)接(jie)時(shi)的(de)金屬蒸(zheng)發。

非真空電(dian)子束(shu)焊(han)：這種電(dian)子束(shu)焊(han)是將真空條件形成的電(dian)子束(shu)流引入到大氣(qi)環境(jing)中對(dui)(dui)工(gong)件進(jin)行焊(han)接，已經擺脫(tuo)了真空室對(dui)(dui)工(gong)件尺寸的限制(zhi)，但(dan)對(dui)(dui)工(gong)作距離與焊(han)縫寬深(shen)比有要(yao)求。

2、按電子束焊機的加速電壓分

高壓電(dian)子束焊(han)：加速(su)電(dian)壓范圍60～150kV，可得(de)到(dao)直徑(jing)小(xiao)、功(gong)率密度大的(de)束斑(ban)和(he)深寬比大的(de)焊(han)縫。

中(zhong)壓電子(zi)束(shu)焊：加速電壓范(fan)圍30～60kV。

低(di)壓(ya)電子(zi)束(shu)焊(han)：加速(su)電壓(ya)范(fan)圍(wei)低(di)于30kV，適用(yong)于焊(han)縫深寬比不(bu)高的薄板(ban)材料的焊(han)接。

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