因为电子束的能量非常高,拿0.8mm钢板来说,焊接速度可达200mm/s,如果要焊接200mm厚的锰钢,焊速也可达300mm/min,这是常规焊接方法可望而不可即的。正是由于焊速快,温度高,所以焊接熔区非常小,这就决定了输入能量比常规焊接小得多,因此热影响区就很小,这对材料本身性能影响就小,这对各类敏感器探头的封装是非常有利的。
电子束不仅能量密度高而且可调整,被焊零件的厚度可薄至0.05mm,厚至300mm(钢)如果要是铝可达到550mm,主要的是不用开坡口一次就焊透。因为焊接在真空中进行,可以避免空气中的氢和氧对焊缝的影响,可的完成对较活性的材料焊接,如钼、铀、钛等。对于两种物理性质差别很大的材料也可焊接,比如非常薄的铜片与非常厚的钢制零件焊接到一起。
经过电子枪产生,并由高压加速和电子光学系统汇聚成的功率密度很高的电子束撞击到工件表面,电子的动能转换为热能,使金属迅速熔化和蒸发。在高压金属蒸汽的作用下,熔化的金属被排开,电子束就能继续撞击深处的固态金属,同时很快在被焊工件上钻出一个锁性小孔,小孔的周围被液态金属包围。随着电子束与工件的相对移动,液态金属沿小孔周围流向熔池后部,逐渐冷却、凝固形成焊缝。
焊前压配指焊接零件的定位和装夹。焊接前零件装配精度对电子束焊质量的影响很大,因为端面接触部位存在间隙或零件配合过松都会造成焊接变形,所以,不论是冷压还是热装,都要控制机加工的公差配合,零件焊接前压配的精度,确保装配到位。
近年来,焊接研究所提出了新型非真空电子束焊接方法,即电子束-等离子弧焊接。它采用电子束与等离子弧相串联,叠加起来进行焊接,电子束通过真空和等离子枪的阴极进入大气,穿过等离子弧后熔化金属进行焊接。这样可以减小电子束的能量损失,也有助于稳定等离子弧,等离子弧可以很好的保护焊接熔池,并作为附加热源预热工件,有助于改善焊缝成形,增加熔深。
电子束焊接
是一种利用电子束作为热源的焊接工艺。电子束发生器中的阴极加热到一定的温度时逸出电子,电子在高压电场中被加速,通过电磁透镜聚焦后,形成能量密集度的电子束,当电子束轰击焊接表面时,电子的动能大部分转变为热能,使悍接件的结合处的金属熔融,当焊件移动时,在焊件结合处形成一条连续的焊缝。对于真空电子束焊机,要焊接的工件置于真空室中,一般装夹在可直线移动或旋转的工作台上。焊接过程可通过观察系统观察。
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.
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。