电子束焊工艺一、 电子束焊的特点 电子束焊是利用会聚的高速电子流轰击工件接缝处所产生的热能,使金属熔合的一种焊接方法
电子轰击工件时,动能转变为热能
电子束作为焊接热源有两个明显的特点: (1)功率密度高 电子束焊接时常用的加速电压范围为 30~150kV,电子束电流 20~1000mA,电子束焦点直径约为 0
1~1mm,这样,电子束功率密度可达 106W/cm2 以上
(2)精确、快速的可控性 作为物质基本粒子的电子具有微小的质量(9
1×10-31kg)和一定的负电荷(1
6×10-19C),电子的荷质比高达1
76×1011C/kg,通过电场、磁场对电子束可作快速而精确的控制
电子束的这一特点明显地优于激光束,后者只能用透境和反射镜控制,速度慢
基于电子束的上述特点和焊接时的真空条件,电子束焊接具有下列主要优缺点
优点: 1)电子束穿透能力强,焊缝深宽比大
目前,电子束焊缝的深宽比可达到 60:1
焊接厚板时可以不开坡口实现单道焊,比电弧焊可以节约辅助材料和能源的消耗
2)焊接速度快,热影响区小,焊接变形小
对精加工的工件可用作最后连接工序,焊后工件仍保持足够高的精度
3)真空电子束焊接不仅可以防止熔化金属受到氧、氮等有害气体的污染,而且有利于焊缝金属的除气和净化,因而特别适于活泼金属的焊接
也常用电子束焊接真空密封元件,焊后元件内部保持在真空状态
4)电子束在真空中可以传到较远的位置上进行焊接,因而也可以焊接难以接近部位的接缝
5)通过控制电子束的偏移,可以实现复杂接缝的自动焊接
可以通过电子束扫描熔池来消除缺陷,提高接头质量
缺点: 1)设备比较复杂、费用比较昂贵
2)焊接前对接头加工、装配要求严格,以保证接头位置准确、间隙小而且均匀
3)真空电子束焊接时,被焊工件尺寸和形状常常受到工作室的限制
4)电子束易受杂散电磁场的干扰,影响焊接质量