一、電子束焊機是什么設備

電子(zi)(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)(han)機是利(li)(li)用高速運(yun)(yun)動的電子(zi)(zi)束(shu)流轟擊工件(jian)(jian)的原(yuan)理進行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)加工的一種比較精(jing)密的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)設(she)備，它基本上代表了最高性能(neng)的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)水(shui)平(ping)。真空(kong)電子(zi)(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)(han)在焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過程中(zhong)利(li)(li)用定向高速運(yun)(yun)動的電子(zi)(zi)束(shu)流撞擊工件(jian)(jian)使動能(neng)轉(zhuan)化為(wei)熱(re)(re)能(neng)而(er)使工件(jian)(jian)熔化，形(xing)成焊(han)(han)(han)(han)縫。電子(zi)(zi)束(shu)能(neng)量(liang)密度(du)高達108瓦(wa)/厘(li)米2，能(neng)把焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)金屬(shu)迅速加熱(re)(re)到很高溫度(du)，因而(er)能(neng)熔化任何難熔金屬(shu)與合金。它不需(xu)要填充材料，一般在真空(kong)中(zhong)進行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，焊(han)(han)(han)(han)縫純凈(jing)、光(guang)潔(jie)、無氧(yang)化缺陷(xian)。

電子(zi)束焊(han)接(jie)因(yin)具有不用焊(han)條、不易氧化、工(gong)(gong)藝重復性好及熱變(bian)形(xing)量小的優點而廣泛應用于航空航天(tian)、原子(zi)能、國防(fang)及軍工(gong)(gong)、汽車和(he)電氣電工(gong)(gong)儀表(biao)等(deng)眾多行業。電子(zi)束焊(han)接(jie)包含了機械、真空、高電壓和(he)電磁場理論、電子(zi)光學(xue)、自動控制和(he)計算機等(deng)多學(xue)科技(ji)術。

二、電子束焊機工作原理

電子(zi)(zi)束(shu)(shu)焊接(jie)(jie)的基本原(yuan)理是電子(zi)(zi)槍中(zhong)的陰(yin)極由于直(zhi)接(jie)(jie)或(huo)間(jian)接(jie)(jie)加(jia)熱(re)而發射電子(zi)(zi)，該電子(zi)(zi)在高(gao)(gao)壓靜電場(chang)的加(jia)速下再通過電磁場(chang)的聚焦就可以形(xing)成能(neng)(neng)量密度(du)極高(gao)(gao)的電子(zi)(zi)束(shu)(shu)，用此電子(zi)(zi)束(shu)(shu)去轟擊工件(jian)，巨(ju)大的動能(neng)(neng)轉化(hua)為熱(re)能(neng)(neng)，使焊接(jie)(jie)處(chu)工件(jian)熔(rong)化(hua)，形(xing)成熔(rong)池(chi)，從而實現對工件(jian)的焊接(jie)(jie)。

根據電子束焊接的(de)(de)基本原理，西(xi)方國家在70年(nian)代末期研究(jiu)開(kai)發(fa)(fa)出雙金(jin)屬(shu)鋸(ju)帶電子束焊接新(xin)工藝生(sheng)產(chan)線(xian)，代替傳統的(de)(de)普通高(gao)(gao)速(su)(su)鋼鋸(ju)帶生(sheng)產(chan)工藝，從(cong)(cong)而(er)大量節省了(le)高(gao)(gao)速(su)(su)鋼，并提高(gao)(gao)了(le)鋸(ju)帶的(de)(de)使用壽命。雙金(jin)屬(shu)鋸(ju)帶就(jiu)是把具有彈性性能(neng)好(hao)的(de)(de)彈簧鋼和(he)切削能(neng)力強的(de)(de)高(gao)(gao)速(su)(su)鋼通過電子束焊接方法而(er)獲得(de)的(de)(de)一種新(xin)型鋸(ju)帶。我國在80年(nian)代后期相繼(ji)從(cong)(cong)德國引(yin)進若(ruo)干條生(sheng)產(chan)線(xian)以(yi)滿足國內市場(chang)高(gao)(gao)速(su)(su)發(fa)(fa)展的(de)(de)需要(yao)，但還不(bu)能(neng)完全滿足其市場(chang)要(yao)求。

三、電子束焊機的特點

1、電子束能量密度高，一般可(ke)達106~109W/cm2，是普通電弧(hu)焊(han)(han)和(he)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)的(de)100~10萬倍(bei)，因此(ci)可(ke)實現焊(han)(han)縫深(shen)而窄的(de)焊(han)(han)接，深(shen)寬比大(da)于10:1。

2、電子(zi)束焊(han)接(jie)，其(qi)焊(han)縫化(hua)學成份(fen)純(chun)凈， 焊(han)接(jie)接(jie)頭強度高、質量好。

3、電子(zi)束焊接所需線能量小，而焊接速(su)度高，因(yin)此焊件的熱影響區小、焊件變形小，除一般焊接外(wai)，還可以對(dui)精(jing)加工后的零部件進行焊接。

4、可(ke)焊(han)接普(pu)通鋼(gang)材、不銹鋼(gang)、合金鋼(gang)及(ji)銅、鋁(lv)等(deng)金屬、難溶金屬（如(ru)鉭、鈮、鉬(mu)）和一(yi)些化(hua)學性質活潑的金屬（如(ru)鈦、鋯、鈾等(deng)）。

5、可焊(han)接異(yi)種金屬， 如(ru)銅和(he)不(bu)銹鋼、鋼與(yu)硬質合金、鉻(ge)和(he)鉬、銅鉻(ge)和(he)銅鎢等。

6、電子(zi)束焊接(jie)(jie)的工藝參數，如加速(su)電壓、束流(liu)、聚焦電流(liu)、偏壓、焊速(su)等可以精(jing)確(que)調整(zheng)，因(yin)此易于實現焊接(jie)(jie)過程(cheng)(cheng)自動化和(he)程(cheng)(cheng)序(xu)控制，焊接(jie)(jie)重復性好。

7、電子束焊接能焊接復雜幾何(he)形狀工(gong)件。

8、與(yu)普通焊接相比， 其(qi)焊接速率更高（尤(you)其(qi)對(dui)于(yu)大厚件的焊接工件）。

四、電子束焊機的應用領域

電子(zi)束焊接因具有不(bu)(bu)用(yong)焊條、不(bu)(bu)易氧化、工藝重(zhong)復性好及(ji)熱變(bian)形量小的優點而廣泛應(ying)用(yong)于航空航天、原子(zi)能(neng)、國防及(ji)軍工、汽車和(he)電氣電工儀表(biao)等眾多行業。電子(zi)束焊機在下(xia)面領域中(zhong)得到(dao)了廣泛的應(ying)用(yong)：

1、航(hang)天航(hang)空工業(ye)-----噴(pen)氣(qi)發動機部(bu)(bu)件(jian)、起(qi)落架(jia)、機艙(cang)段框架(jia)、精密傳動件(jian)、火(huo)箭助推器、高(gao)壓(ya)氣(qi)瓶、火(huo)箭發動機部(bu)(bu)件(jian)等。

2、核能工(gong)業(ye)---------加速器部件、燃(ran)料棒、支架、導向筒、蒸(zheng)發器等。

3、兵(bing)器工(gong)業---------雷達(da)漫波導、平衡肘、柴(chai)油(you)發動機、增壓器渦輪等(deng)。

4、汽輪(lun)機制造業---------汽輪(lun)機葉(xie)片、隔板(ban)等(deng)。

5、汽(qi)(qi)車工業---------變速箱齒(chi)輪、行星齒(chi)輪框架、后橋(qiao)、汽(qi)(qi)缸、離合器(qi)、發動機(ji)增壓器(qi)渦輪、汽(qi)(qi)車動力電池。

6、船舶工業(ye)---------艦艇(ting)發(fa)動(dong)機(ji)、船機(ji)修復、攜進器螺旋槳、魚(yu)雷(lei)部(bu)件、潛艇(ting)殼體。

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

8、電工行業---------電工合金觸頭、錳銅分流器。

9、礦山機械---------齒輪。

10、石(shi)化設備---------煉鋼(gang)爐的銅冷卻(que)風口(kou)。

11、能源動(dong)力---------汽輪機(ji)轉子、汽輪機(ji)隔板(ban)、鍋爐閥門的閥體等。

12、電子工業---------雙金屬帶、傳(chuan)感器(qi)部(bu)件(jian)、雷達部(bu)件(jian)等。

13、醫療器械(xie)---------鈦合金(jin)支(zhi)架(jia)、人工關節、人工骨骼(ge)、醫用鎳鈦合金(jin)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(zhen)空電子束焊：這(zhe)種(zhong)電子束焊在10-4～10-1Pa的(de)(de)真(zhen)空度(du)下進行(xing)焊接，是目前應用較多的(de)(de)電子束焊，工件大小易受(shou)工作(zuo)室尺(chi)寸的(de)(de)限制。

低(di)真(zhen)(zhen)空(kong)電子束焊(han)(han)：低(di)真(zhen)(zhen)空(kong)電子束焊(han)(han)的工作真(zhen)(zhen)空(kong)度介于10-1～10Pa，真(zhen)(zhen)空(kong)系(xi)統(tong)簡單，啟動相對較快，同時減弱了(le)焊(han)(han)接(jie)時的金屬(shu)蒸發(fa)。

非真空(kong)電(dian)子束(shu)焊：這(zhe)種電(dian)子束(shu)焊是將真空(kong)條件形成的電(dian)子束(shu)流(liu)引入到大氣環(huan)境中對工(gong)(gong)件進行焊接，已經擺脫了真空(kong)室對工(gong)(gong)件尺寸的限(xian)制，但對工(gong)(gong)作(zuo)距離與(yu)焊縫寬深比有要求。

2、按電子束焊機的加速電壓分

高壓電子束焊：加速(su)電壓范圍60～150kV，可得(de)到直徑小、功率密度大的束斑和深(shen)寬比大的焊縫。

中壓電(dian)子束(shu)焊(han)：加速電(dian)壓范圍30～60kV。

低壓電(dian)子束焊(han)：加(jia)速(su)電(dian)壓范(fan)圍(wei)低于30kV，適(shi)用于焊(han)縫(feng)深寬比不高(gao)的薄板材料的焊(han)接。

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