介紹
作為組成物質的基本粒子,電子是一個傳導能量的極好的介質。當電子受到阻擋減速後,電子以熱能的方式精確的在作用點釋放能量。而周圍的材料依然保持原來的冷狀態。由於具有深度熔化的效應,所以能夠加工出非常窄非常深的焊縫。電子束可以很容易的進行偏轉,因此能夠其進行精確的控制。電子束焊接是一種利用電子束作為熱源的焊接工藝。電子束髮生器中的陰極加熱到一定的溫度時逸出電子,電子在高壓電場中被加速,通過電磁透鏡聚焦後,形成能量密集度極高的電子束,當電子束轟擊焊接表面時,電子的動能大部分轉變為熱能,使焊接件的結合處的金屬熔融,當焊件移動時,在焊件結合處形成一條連續的焊縫。對於真空電子束焊機,要焊接的工件置於真空室中,一般裝夾在可直線移動或旋轉的工作檯上。
焊接過程可通過觀察系統觀察。電子束焊機的工作原理如圖所示:
金屬焊接,焊縫結構,如圖所示。
特點
真空電子束焊接具有以下特點:
● 電子束能焊接不同的金屬 及合金材料,尤其高難熔金屬都能焊接
● 電子束可以精確的確定焊縫的位置,精度和重複性誤差為 0% 。
● 最大的穿透深度,可達300MM
● 最高的深寬比大於10:1。
● 焊接直徑可達400MM
● 電子束焊接,其焊縫化學成份純淨, 焊接接頭強度高、質量好。
● 電子束焊接所需線能量小,而焊接速度高,因此焊件的熱影響區小、焊件變形小,除一般焊接外,還可以對精加工後的零部件進行焊接。
● 可焊接異種金屬, 如銅和不鏽鋼、鋼與硬質合金、鉻和鉬、銅鉻和銅鎢等。
● 真空電子束焊接不僅可以防止熔化金屬受到氧、氮等有害氣體的污染,而且有利於焊縫金屬的除氣和淨化,因而特別適於活潑金屬焊接。也常用於電子束焊接真空密封元件,焊後元件內部保持在真空狀態
● 在真空中進行焊接,焊縫純淨、光潔,呈鏡面,無氧化等缺陷。
● 電子束能量密度高達108瓦/厘米2,能把焊件金屬迅速加熱到很高溫度,因而能熔化任何難熔金屬與合金。熔深大、焊速快,熱影響區極小,因此對接頭性能影響小,接頭基本無變形。
● 與普通焊接相比, 其焊接速率更高(尤其對於大厚件的焊接工件)。
電子束焊接已廣泛用於汽車、航空、航天、核工業等行業,現已發展到石油、化工、機械、儀表儀器、精密加工等行業。
套用領域
中國逐步推行更可靠的真空電子束焊接,主要套用領域:
● 航空與航天領域:飛行器構件、噴氣式發動機部件、起落架... ● 汽車工業領域:高速齒輪、液力變矩器渦輪組件、駕駛艙模組橫樑、保護氣囊、後橋...● 動力與原子能:壓力容器、核反應堆燃料棒、汽輪機噴管隔板...
● 電子與醫療:繼電器殼體、壓力感測器、心臟起搏器殼體...
● 電機與儀表:電機的定子轉子疊片與整流子、膜合... ● 其他:雙金屬(鋸條、熱敏元件、冷卻器)、金剛石鑽頭...