特点
1)电子束焊接的能量密度高,可焊接一般电弧焊难以实现的焊缝;
2)电子束焊接是在真空中进行,焊缝的化学成分稳定且纯净,接头强度高,焊缝质量高;
3)电子束焊接速度快,热影响区小,焊接热变形小;
4)电子束焊接适用于焊接几乎所有的金属材料,尤其适合铝材焊接;
5)电子束焊接可获得深宽比大的焊缝(20∶1~50∶1),焊接厚件时可以不开坡口一次成形;
6)电子束焊接结合计算机技术,实现了工艺参数的控制,使焊接过程完全自动化。
电子束焊接技术是目前发展快,应用为广泛的电子束技术。
电子束作为焊接热源有两个明显的特点:
(1)功率密度高
电子束焊接常用的加速电压范围为30~150千伏,电子束电流为20~1000毫安,电子束聚焦直径约为01~1毫米,这样电子束功率密度可达106瓦/平方厘米以上。
(2)、快速的可控性
作为物质的基本粒子,电子具有极小的质量(9.1×10-31kg)和一定的负电荷(1.6×1019C),电子的荷质比高达176×1011C/kg。电子束可以被电场和磁场快速而地控制。电子束的这一特性明显优于激光束,激光束只能由透明和反射镜控制,并且速度较慢。
电子束过程产生深、平行且狭窄的焊缝。角变形和横向收缩以及其他干扰的影响是小的。它的应用范围非常广泛,包括从焊接小的部件到接合单次操作壁厚超过150mm的工件。这些优点还有利于机械部件的设计、航空航天工业中单个部件的加工、建造船只和新能源车以及汽车大批系列的生产。
真空支持活性金属(如钛、硅或镍)的加工,甚至比使用保护性气体更便宜。一般来说,在真空下工作可使工件保持清洁和更好的焊缝质量。智能型空气锁的理念可防止以牺牲生产时间为代价而产生的真空。
电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、及、汽车和电气电工仪表等众多行业。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。
宇航技术中所用的各类火箭、卫星、飞船、星球车、空间站、太阳能电站等的结构件、发动机以及各种仪器均需用焊接技术,而电子束焊是满足其需求的强有力的工具。宇航零部件所用电子束焊的焊接设备可分为两类:一类是常规的电子束焊机,用来焊接可以在地面进行装配的零部件;另一类是在太空条件下所用的电子束焊机,需要宇航员到太空进行焊接操作,因此要适应太空的特殊环境。