焊缝熔区即深又窄,深宽比可达50:1,焊件变形可忽略不计,很多精密零件焊后仍然保持精度,并不需要再次精加工,比常规焊接方法可节省大量工时。对于无法整体加工的零件可以采用两件甚至三件后采用此法来进行焊接起来,这样对于原加工工艺可以减少难度,省时、省料甚至可使零件的结构变的更加合理。
电子束焊接的基本原理是电子枪中的阴极由于直接或间接加热而发射电子,该电子在高压静电场的加速下再通过电磁场的聚焦就可以形成能量密度的电子束,用此电子束去轰击工件,的动能转化为热能,使焊接处工件熔化,形成熔池,从而实现对工件的焊接。
由于焊缝及其热影响区发生了复杂的物理化学变化,其组织成分和性能已不同于母材,所以焊接后一般要通过热处理来改善焊缝和热影响区的组织,消除残余应力,促使残余的氢逸出,从而提高焊接接头的韧性,增强零件抵抗应力腐蚀的能力,零件形状和尺寸的长期稳定。
与传统电子束焊相比,活性电子束焊的特点为:
①使用活性剂可明显减小熔池上部宽度,改变熔池形状。
②SiO2、TiO2、Cr2O3单组元活性剂对电子束焊接熔深增加有影响。
③由SiO2、TiO2、Cr2O3等组成的多组元不锈钢电子束焊活性剂,可使聚焦电子束焊接熔深增加两倍多。
④使用活性剂后,聚焦电流和束流对电子束焊熔深增加有影响。
电子束焊接技术因其高能量密度和优良的焊缝质量,率先在国内航空工业得到应用。发动机和飞机工业中已广泛应用了电子束焊接技术,取得了很大的经济效益和社会效益,该项技术从上世纪八十年代开始逐步在向民用工业转化。汽车工业、机械工业等已广泛应用该技术.
电子束能量可以调节,被焊金属厚度可以从薄至0.05mm到厚至300mm,不开坡口,一次焊接成形,这是其他焊接方法无法达到的。能采用电子束焊接的材料范围较大,特别适用于活性金属、难熔金属和质量要求高的工件的焊接。
在我国的航空航天领域,也就是我们平常所说的,一个卫星,火箭,导弹(差不多和火箭是一个东东),飞机的发动机,飞机零部件等上面其实应用非常广泛。还有就是一些船舶的零部件,汽车的涡轮增压器,汽车变数箱的齿轮等等;再就是核能的一些大结构件的焊接,汽轮机的焊接,一些真空压力容器等的焊接。
平时工业产品中经常见过的一些钛合金也就是TC4,TA15,纯钛这几种,还有其他的也就不细说了。总体来说,钛合金在航空航天等领域中非常的常用,因为其优良的机械等性能。而且在焊接上面,非常的适合用电子束焊接,可以说钛合金是合适用电子束焊接的材料之一,因为它的流动性非常好,对于一些10mm以下的钛合金薄板而言,可以很轻松的做到单面焊接双面成型,而且非常的漂亮。
大铜件的焊接和小铜件的焊接又是不一样的,为什么呢?很显然,热容量不一样,小铜件和大铜件的焊接时候的热输入量是不成比例的,这就是铜和其他材料不一样的地方。很多的设备由于功率不够,或者加速电压不够高,焊接的深度就是打不到的。