一、電子束焊機是什么設備
電(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)機是利用高速運動(dong)的(de)電(dian)(dian)子(zi)束(shu)流(liu)轟擊工件(jian)的(de)原(yuan)理(li)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)接加(jia)工的(de)一(yi)種比較精密的(de)焊(han)(han)(han)接設備(bei),它基本(ben)上(shang)代表了最高性能(neng)的(de)焊(han)(han)(han)接水(shui)平。真空電(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)在焊(han)(han)(han)接過程(cheng)中利用定向高速運動(dong)的(de)電(dian)(dian)子(zi)束(shu)流(liu)撞擊工件(jian)使動(dong)能(neng)轉化(hua)為熱(re)能(neng)而(er)使工件(jian)熔化(hua),形成焊(han)(han)(han)縫。電(dian)(dian)子(zi)束(shu)能(neng)量密度高達108瓦(wa)/厘米2,能(neng)把焊(han)(han)(han)件(jian)金屬迅速加(jia)熱(re)到很高溫(wen)度,因而(er)能(neng)熔化(hua)任何難熔金屬與合(he)金。它不需要填充材料,一(yi)般在真空中進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)接,焊(han)(han)(han)縫純凈、光潔、無氧化(hua)缺(que)陷。
電(dian)子束焊(han)(han)接因具有不用(yong)焊(han)(han)條、不易氧(yang)化、工藝(yi)重(zhong)復性好及熱(re)變(bian)形量小的優點而廣泛應用(yong)于航(hang)空航(hang)天、原子能、國(guo)防(fang)及軍(jun)工、汽車和(he)電(dian)氣電(dian)工儀表等眾多行業。電(dian)子束焊(han)(han)接包含了機械、真空、高(gao)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)磁(ci)場理(li)論、電(dian)子光學、自動控制和(he)計算機等多學科技術。
二、電子束焊機工作原理
電子(zi)束焊(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)基本原理是電子(zi)槍中的(de)陰(yin)極由于直接(jie)(jie)(jie)或間接(jie)(jie)(jie)加(jia)熱而(er)發射電子(zi),該電子(zi)在高(gao)壓靜電場的(de)加(jia)速(su)下再通(tong)過電磁場的(de)聚焦(jiao)就可以形(xing)成(cheng)能量密(mi)度極高(gao)的(de)電子(zi)束,用此電子(zi)束去轟擊(ji)工件,巨大(da)的(de)動能轉化為(wei)熱能,使焊(han)接(jie)(jie)(jie)處工件熔化,形(xing)成(cheng)熔池(chi),從(cong)而(er)實現對(dui)工件的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)。
根據電子束焊接(jie)的(de)基本原理,西方(fang)國家在70年代(dai)(dai)末(mo)期研究開發(fa)出雙金(jin)屬鋸(ju)(ju)帶(dai)電子束焊接(jie)新(xin)(xin)工(gong)藝(yi)生產(chan)線,代(dai)(dai)替(ti)傳統的(de)普通高(gao)(gao)速(su)鋼(gang)鋸(ju)(ju)帶(dai)生產(chan)工(gong)藝(yi),從而(er)(er)大量節(jie)省(sheng)了高(gao)(gao)速(su)鋼(gang),并提高(gao)(gao)了鋸(ju)(ju)帶(dai)的(de)使用(yong)壽命。雙金(jin)屬鋸(ju)(ju)帶(dai)就是把具有彈性性能(neng)好的(de)彈簧鋼(gang)和切(qie)削(xue)能(neng)力強的(de)高(gao)(gao)速(su)鋼(gang)通過電子束焊接(jie)方(fang)法(fa)而(er)(er)獲得的(de)一種新(xin)(xin)型鋸(ju)(ju)帶(dai)。我國在80年代(dai)(dai)后期相(xiang)繼從德國引進若干條生產(chan)線以滿足(zu)(zu)國內市場高(gao)(gao)速(su)發(fa)展的(de)需(xu)要(yao),但還(huan)不能(neng)完全滿足(zu)(zu)其市場要(yao)求。
三、電子束焊機的特點
1、電子束(shu)能(neng)量密度高,一般可(ke)達106~109W/cm2,是普通電弧焊和氬弧焊的100~10萬(wan)倍,因此(ci)可(ke)實現焊縫深而窄的焊接,深寬比大于10:1。
2、電子束焊接,其焊縫化學(xue)成份純凈, 焊接接頭強度高、質(zhi)量好(hao)。
3、電子束焊接所需線能量小(xiao),而焊接速度(du)高,因此焊件的(de)熱影響區(qu)小(xiao)、焊件變(bian)形(xing)小(xiao),除(chu)一般焊接外,還可以(yi)對精加工后(hou)的(de)零部件進行焊接。
4、可焊接普(pu)通鋼材、不銹鋼、合金(jin)鋼及銅、鋁等金(jin)屬(shu)、難溶(rong)金(jin)屬(shu)(如(ru)鉭、鈮(ni)、鉬(mu))和(he)一些(xie)化學性(xing)質(zhi)活潑的(de)金(jin)屬(shu)(如(ru)鈦(tai)、鋯(gao)、鈾(you)等)。
5、可(ke)焊接異種金屬(shu), 如銅(tong)和(he)不銹(xiu)鋼(gang)、鋼(gang)與硬質合金、鉻和(he)鉬、銅(tong)鉻和(he)銅(tong)鎢等。
6、電子束(shu)焊(han)接(jie)(jie)的工(gong)藝參數,如加速電壓、束(shu)流(liu)、聚(ju)焦電流(liu)、偏壓、焊(han)速等可以精(jing)確調整,因此易于實現焊(han)接(jie)(jie)過程自動(dong)化(hua)和程序控制,焊(han)接(jie)(jie)重復性好(hao)。
7、電子束(shu)焊接(jie)能焊接(jie)復雜幾何形狀工件。
8、與(yu)普(pu)通焊接(jie)(jie)相比, 其焊接(jie)(jie)速率更高(尤其對(dui)于大厚件的焊接(jie)(jie)工件)。
四、電子束焊機的應用領域
電(dian)子(zi)束焊(han)接因具有不(bu)用焊(han)條、不(bu)易(yi)氧(yang)化、工(gong)藝(yi)重復(fu)性好及(ji)(ji)熱(re)變形量(liang)小(xiao)的優點而(er)廣泛應(ying)用于航(hang)空航(hang)天、原子(zi)能、國(guo)防及(ji)(ji)軍(jun)工(gong)、汽(qi)車和電(dian)氣電(dian)工(gong)儀表等眾多行業。電(dian)子(zi)束焊(han)機在下面領域中得到了(le)廣泛的應(ying)用:
1、航(hang)天(tian)航(hang)空工業-----噴氣發動機部件(jian)(jian)、起落架、機艙段框架、精密傳(chuan)動件(jian)(jian)、火箭(jian)助推器、高(gao)壓氣瓶、火箭(jian)發動機部件(jian)(jian)等。
2、核能工業---------加速器部件、燃料棒、支架、導向筒、蒸發器等(deng)。
3、兵器工(gong)業(ye)---------雷達漫波導、平(ping)衡肘、柴油發(fa)動機(ji)、增壓(ya)器渦輪等。
4、汽(qi)輪機制造業---------汽(qi)輪機葉片、隔板等(deng)。
5、汽車工業---------變(bian)速箱齒(chi)輪(lun)、行星(xing)齒(chi)輪(lun)框架(jia)、后橋、汽缸(gang)、離合器、發動機增(zeng)壓器渦輪(lun)、汽車動力電池。
6、船舶(bo)工業---------艦(jian)艇發動機、船機修復、攜進(jin)器螺旋槳、魚雷部件、潛(qian)艇殼(ke)體。
7、儀表工業---------各種儀表傳感器、膜盒(he)等。
8、電工行(xing)業(ye)---------電工合金觸頭、錳銅(tong)分(fen)流器。
9、礦山機械(xie)---------齒(chi)輪(lun)。
10、石化設備---------煉鋼爐的銅冷(leng)卻(que)風(feng)口。
11、能源動力---------汽輪(lun)機轉(zhuan)子(zi)、汽輪(lun)機隔板、鍋(guo)爐閥(fa)門(men)的閥(fa)體等。
12、電子工業---------雙金(jin)屬帶、傳感器(qi)部件、雷達部件等(deng)。
13、醫(yi)療(liao)器械---------鈦合金(jin)(jin)支架、人工(gong)(gong)關(guan)節、人工(gong)(gong)骨骼、醫(yi)用鎳鈦合金(jin)(jin)導絲等。
五、電子束焊機的種類
1、電子束焊按被焊工件所在環境的真空度分
高真空(kong)電子(zi)束焊(han):這種電子(zi)束焊(han)在(zai)10-4~10-1Pa的(de)(de)真空(kong)度(du)下進行(xing)焊(han)接,是目前應用較多的(de)(de)電子(zi)束焊(han),工件大(da)小易(yi)受工作(zuo)室尺寸的(de)(de)限制(zhi)。
低(di)真空(kong)電子(zi)束焊(han):低(di)真空(kong)電子(zi)束焊(han)的工作真空(kong)度介于10-1~10Pa,真空(kong)系統簡單(dan),啟動相對較(jiao)快,同時(shi)減(jian)弱了(le)焊(han)接時(shi)的金屬蒸發。
非(fei)真(zhen)空(kong)電子(zi)束焊:這種電子(zi)束焊是將(jiang)真(zhen)空(kong)條件(jian)形成的電子(zi)束流引入(ru)到大氣環境中(zhong)對工件(jian)進行焊接,已(yi)經擺脫了(le)真(zhen)空(kong)室(shi)對工件(jian)尺寸的限制(zhi),但對工作(zuo)距離(li)與焊縫寬(kuan)深比(bi)有要求(qiu)。
2、按電子束焊機的加速電壓分
高壓(ya)電子束(shu)焊(han):加速電壓(ya)范圍60~150kV,可得到直徑(jing)小、功率密度(du)大(da)的(de)束(shu)斑和深寬(kuan)比(bi)大(da)的(de)焊(han)縫。
中(zhong)壓電子束焊:加(jia)速電壓范圍30~60kV。
低壓電(dian)子(zi)束焊:加(jia)速(su)電(dian)壓范(fan)圍低于30kV,適用于焊縫深寬比(bi)不高的(de)薄板材料的(de)焊接。
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