电子束焊接(EBW)是一种融合焊接工艺,其中将高速电子束施加到两种要连接的材料上。当电子的动能在撞击时转化为热量时,工件熔化并一起流动。电子束焊接通常在真空条件下执行,以防止电子束散逸。
设备包括:
电子枪,产生电子束,
工作腔,大部分被抽成“低”或“高”真空,
工件机械手(定位机构),
电源以及控制和监视电子设备。
在电子枪中,自由电子是从热金属带(或金属丝)通过热发射获得的。然后通过三个电极产生的电场将它们加速并形成狭窄的会聚束:电子发射带,连接到高压(加速)电源(30-200 kV)负极和正极的阴极。高压电极、阳极。第三个电极相对于阴极带负电,称为Wehnelt电极或控制电极。它的负电位控制发射的电子进入加速场的部分,即电子束电流。
通过聚焦透镜后,光束可以直接或通过偏转系统偏转后用于焊接。它由两对线圈组成,每个X和Y方向一个。这些可以用于“静态”或“动态”偏转。静态偏转对于通过焊接定位梁很有用。动态偏转是通过向偏转线圈提供可由计算机控制的电流来实现的。这为电子束应用开辟了新的可能性,例如表面硬化或退火,的电子束定位等。
电子束焊按被焊工件所在环境的真空度可分为三种:高真空电子束焊,低真空电子束焊和非真空电子束焊:
高真空电子束焊在10-4~10-1Pa的压强下进行。真空条件,可以对熔池的“维护”防止金属元素的氧化和烧损,适用于活性金属、难熔金属和质量要求高的工件的焊接。
低真空电子束焊在10-1~10Pa的压强下进行,也具有束流密度和功率密度高的特征。由于只需抽到低真空,缩短了抽真空时间,提高了出产率,适用于批量大的零件的焊接和在出产线上运用。
20 世纪 60 年代初,电子束焊机逐渐运用于飞机制造业和宇航工业中名贵金属的焊接。跟着现代航空和宇航等技术的运用而敏捷展开起来,成功地处理了为现代产品而展开的各种新式材料的焊接问题。电子束焊接并且在汽车工业、船舶工业和机械制造业等领域运用也日益广泛。