在光学显微镜中,利用电子来代替可见光,在图像质量和信息价值,可靠性和利用率方面有很大的优势。,利用电子束放大的倍率可以达到20,000x,而利用可见光的放大倍率只有1000x。散射电子的特征是:利用被检查物体表面的电子核相互作用的弹性,散射电子角度范围可以达到180度,但是平均散射角度为5度。通过这种方式,一小部分散射的原子的原子序数Z发生了强烈的改变,通过这种方式可以对原材料做鉴定比较。这就是所谓的原子序数特征对比。这就是为什么电子束焊接机中需要安装检测板来收集散射电子的原因。软件和CNC系统可以利用这些准确的信息来控制焊接参数。
收集的信息以数字形式显示了电子束流与高能电子的弹性散射的采样样本,次电子非弹性散射的采样样本以及电磁辐射的采样样本之间的能量转换的关系。每种能量来源都可以用的传感器检测到并对其进行测量。吸收的束射电流也可以被检测和测量。各种电子放大器采用数字化的CRT显示器信号,可以创建重要的的信号强度分布图。操作人员利用高分辨率的CRT作为其监测设备,与此同时,数字信号传输给CNC系统用于回路控制的监测和反馈。现今,无线传感器放置于真空工作室中来实现自动光束对准。该专利在焊缝准确度方面实现了800%好的手动操作。因此,该技术具有可靠性更高,在热能输入控制方面优势明显,在热能输入与热能影响区域低变形的特点。
缺点
1)设备相对复杂且昂贵。
2)焊接前,对接头加工和装配有严格要求,接头位置准确、间隙小、均匀。
3)在真空电子束焊接过程中,待焊接工件的尺寸和形状经常受到工作室的限制。
4)电子束容易受到杂散电磁场的干扰,影响焊接质量。
5)电子束焊接产生的X射线需要严格保护,以确保操作人员的健康和安全。
通常,电子与原子紧紧绑定,但它们可以通过提供能量从原子壳中释放出来。在电子束焊接中,加热阴极产生自由电子云,然后阳极会强烈得使之加速。通过控制网络和电磁透镜将这些自由的电子聚焦成光束。电子束的速度能达到1/3-2/3的光速。由于电子束很容易被磁偏转,因此可以控制。
焊接过程在真空中进行并且利用电子能量的转移,当电子变慢的时候,电子撞击物质时释放出热量。周围的材料大部分还维持较低的温度。深度焊接效果可确保细长、平行且深接缝超过 150 mm。在能量密度超过106 W/cm2时,熔融材料在中心蒸发,这使得液体材料周围产生毛细管状的蒸汽。
与电子束焊接一样,电弧焊接工艺近年来也大有发展。相比之下,电子束焊接的成本几乎与焊接材料无关,因为不需要填料材料。辅助工艺成本基本限于功耗,与其他聚变焊接工艺相比,功耗非常低。此外,无需任何气体或相应的粉末来保护焊池,因为工艺产生的真空可提供佳的边界条件。