一、電子束焊接發展概況和前景

電子束焊接技術主要應用于質量或生產率要求高的產品或行業領域，電子束焊接是目前最為成(cheng)熟的(de)(de)(de)高能束流(liu)加工方(fang)法之一。約在(zai)1950年前后，核能工業的(de)(de)(de)發展促(cu)使人(ren)們(men)對高熔點金屬及稀貴(gui)金屬需求的(de)(de)(de)增加。但是，該些材料(liao)在(zai)焊接時對大氣環境中(zhong)的(de)(de)(de)氧(yang)、氮、氫等氣體(ti)有很強(qiang)的(de)(de)(de)親和力，極易(yi)形成(cheng)化(hua)合物，影響接頭性能。而在(zai)當時，真(zhen)空(kong)技術(shu)已經發展到相當水平(ping)，真(zhen)空(kong)能提(ti)供惰性氣體(ti)更(geng)“純凈”的(de)(de)(de)保(bao)護(hu)條件，可是電(dian)弧(hu)不能在(zai)真(zhen)空(kong)中(zhong)維持。于是，電(dian)子束焊接技術(shu)應運而生。

電子(zi)束焊(han)接(jie)與核工(gong)業的(de)(de)發(fa)展息(xi)息(xi)相關(guan)。由(you)于核輻射的(de)(de)防護，對核容器質量提(ti)出(chu)了(le)極高的(de)(de)要求，一些(xie)大厚度結構采用傳統(tong)焊(han)接(jie)或激光焊(han)接(jie)方法無法實現(xian)(xian)優質的(de)(de)接(jie)頭，核工(gong)業中(zhong)(zhong)采用的(de)(de)一些(xie)難熔高溫材料(liao)，采用傳統(tong)焊(han)接(jie)或激光焊(han)接(jie)方法很難實現(xian)(xian)連接(jie)，而電子(zi)束焊(han)接(jie)可以(yi)很好地實現(xian)(xian)其(qi)連接(jie)。今后幾(ji)十年中(zhong)(zhong)，我國的(de)(de)核能(neng)裝備將以(yi)幾(ji)何級數增長，電子(zi)束焊(han)接(jie)作為一種先進的(de)(de)連接(jie)技術，必將在(zai)其(qi)中(zhong)(zhong)發(fa)揮重要作用。

20世紀60年代(dai)初，電子(zi)束(shu)(shu)焊(han)接逐(zhu)步應用于飛機制(zhi)造業(ye)和(he)宇(yu)航(hang)工(gong)業(ye)中貴重(zhong)金屬(shu)的(de)焊(han)接。隨著現代(dai)航(hang)空和(he)宇(yu)航(hang)等尖端技術的(de)應用而(er)(er)迅速發展起來(lai)，成功地(di)解(jie)決了為現代(dai)尖端產品而(er)(er)發展的(de)各種(zhong)新型材料的(de)焊(han)接問題(ti)。電子(zi)束(shu)(shu)焊(han)接并且(qie)在汽(qi)車工(gong)業(ye)、船舶工(gong)業(ye)和(he)機械(xie)制(zhi)造業(ye)等領域應用也日益廣泛。電子(zi)束(shu)(shu)焊(han)接的(de)應用前(qian)景(jing)簡列(lie)如下：

1、電(dian)子束焊接在復雜零件(jian)(jian)的(de)大(da)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)中將有(you)較大(da)的(de)發展。例如，在汽(qi)車(che)工業中，采用(yong)電(dian)子束焊接技術焊接汽(qi)車(che)的(de)齒(chi)輪和后(hou)橋等，可(ke)以提高(gao)(gao)工作效率(lv)、降低成本、提高(gao)(gao)零件(jian)(jian)的(de)質量(liang)。

2、在航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天工業中，電子束焊(han)接(jie)技術將繼續(xu)擴大其應用，并(bing)發展(zhan)電子束焊(han)接(jie)的在線檢測技術等。

3、由于電(dian)子束焊接在厚大(da)(da)件焊接中具有獨(du)特的優勢，所以在能(neng)源、核工業、船(chuan)舶(bo)行業、重(zhong)型(xing)機械制(zhi)造(zao)中大(da)(da)有用武之地。

4、電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)接(jie)的(de)焊(han)接(jie)設(she)備(bei)將趨向多(duo)功能及柔性(xing)(xing)化，隨著電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)接(jie)應用領域的(de)擴大，出于(yu)經(jing)濟方面的(de)考慮，多(duo)功能電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)的(de)焊(han)接(jie)設(she)備(bei)和集成工(gong)藝以及電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)機的(de)柔性(xing)(xing)化將越來越重(zhong)要。

5、宇航技術中所用各類火箭、衛星、飛船、空間站、太陽能電(dian)站等(deng)的(de)結構(gou)(gou)件(jian)、發動機以及(ji)各種儀(yi)器均需用焊(han)(han)接技術來完成，電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)接將是實(shi)現空間結構(gou)(gou)焊(han)(han)接和滿足其需求的(de)強(qiang)有力技術。且隨著高(gao)端設備、技術等(deng)國產化(hua)趨勢的(de)增強(qiang)，及(ji)電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)接等(deng)技術對焊(han)(han)材及(ji)人工(gong)成本的(de)大幅降低優勢逐漸趨于明(ming)顯等(deng)，國內電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)機等(deng)電(dian)子(zi)束(shu)(shu)金屬加工(gong)設備行業發展將迎來利好趨勢，給電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)機的(de)發展增添了新(xin)的(de)活力。

二、電子束焊機的發展趨勢

電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)接(jie)從(cong)射束(shu)(shu)產生(sheng)和(he)焊(han)(han)接(jie)工(gong)藝的(de)基礎研究(jiu)到走上正規(gui)工(gong)業(ye)生(sheng)產的(de)道(dao)路，前(qian)后經歷(li)20多(duo)年(nian)的(de)歷(li)史，逐步使這(zhe)(zhe)一(yi)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)成為當前(qian)工(gong)業(ye)生(sheng)產中(zhong)的(de)一(yi)個重要加工(gong)手(shou)段，并廣泛應用于各工(gong)業(ye)領域(yu)。近(jin)年(nian)來，科學(xue)技(ji)(ji)術(shu)的(de)進一(yi)步發(fa)展(zhan)，特別是(shi)真空(kong)技(ji)(ji)術(shu)、高壓技(ji)(ji)術(shu)、電(dian)子(zi)技(ji)(ji)術(shu)及計算機技(ji)(ji)術(shu)的(de)進一(yi)步完善，給電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)機的(de)發(fa)展(zhan)增添(tian)了新(xin)(xin)的(de)活力目(mu)前(qian)世界各國正在利(li)用這(zhe)(zhe)些方(fang)面的(de)技(ji)(ji)術(shu)優(you)勢(shi)研制和(he)發(fa)展(zhan)新(xin)(xin)型的(de)電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)機，其發(fa)展(zhan)趨勢(shi)大致(zhi)如下:

1、發展大功率的中壓型或高壓型焊機

重型機器(qi)制造業的(de)發展，重型產品的(de)噸位(wei)不斷增加(jia)(jia)，為減少加(jia)(jia)工(gong)上的(de)困(kun)難，更加(jia)(jia)需要采用(yong)焊接(jie)(jie)方(fang)法進行(xing)組合加(jia)(jia)工(gong)。這些重型設備的(de)焊縫熔(rong)深范圍超(chao)(chao)過(guo)100mn需要生產功率超(chao)(chao)過(guo)100kW的(de)電子(zi)束焊機。大型超(chao)(chao)厚的(de)零部件(jian)采用(yong)電子(zi)束焊接(jie)(jie)，可以減小變形，降低成本，縮短加(jia)(jia)工(gong)時(shi)間，提高產品質(zhi)量。國外已有“150kV，60kW”的(de)真空電子(zi)束焊機，一次焊接(jie)(jie)深度可達130mm。

2、發展具有大容積焊接工作室的真空電子束焊機

由于真空(kong)電子束焊(han)接具(ju)有一系列優點，因(yin)此越來越多的(de)大型零部(bu)件希望采用電子束焊(han)接。但是，受真空(kong)室尺寸限制，很(hen)多大體積、大重(zhong)量的(de)工件難以使用這種方法(fa)進行(xing)焊(han)接。

3、發展具有更大靈活性的動槍式焊機

對于結構(gou)復雜的(de)大型、重型部件(jian)，翻轉(zhuan)(zhuan)、定(ding)位、調整都很困難，有時一(yi)個部位上有若干條不同角度或不同平面(mian)內的(de)焊(han)縫，特別需要使用電子槍(qiang)可(ke)靈(ling)活(huo)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)位置的(de)真空電子束(shu)焊(han)機(ji)。發展具有更大靈(ling)活(huo)性的(de)動槍(qiang)式(shi)焊(han)機(ji)是電子束(shu)焊(han)接(jie)領域一(yi)個迫切的(de)課題，目前國外已(yi)制成的(de)動槍(qiang)式(shi)焊(han)機(ji)的(de)電子槍(qiang)可(ke)在垂直平面(mian)內旋轉(zhuan)(zhuan)35°-45°，可(ke)基(ji)本滿足(zu)上述構(gou)件(jian)焊(han)接(jie)的(de)需要

4、發展計算機化的真空電子束焊機

電子計算機、數控技術的發展，使機電一體化成為當前機床工業的發展方向，電子束焊也不例外。目前已生產出帶CNC控制系統的真空電子束焊機，通過(guo)CNC系統可對所(suo)有機(ji)械坐標（包括(kuo)焊接工(gong)作(zuo)臺和電(dian)子槍(qiang)的(de)移(yi)動(dong)）和焊接參數進(jin)行(xing)控制。

5、真空電子束焊機的自動生產線

汽(qi)車、拖(tuo)拉機行業需(xu)要制(zhi)造(zao)系(xi)列化的(de)(de)傳動軸與(yu)傳動齒(chi)輪，采用電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)不但減(jian)少了制(zhi)造(zao)上的(de)(de)困難，而且焊(han)(han)(han)后變形(xing)小(xiao)、焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)參數有最佳的(de)(de)重復精度(du)及高的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)度(du)。由于(yu)汽(qi)車、拖(tuo)拉機中(zhong)軸與(yu)齒(chi)輪的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)量極大，因此真空電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)機需(xu)要與(yu)其他加(jia)工機床(chuang)結合，組成自動生(sheng)(sheng)產(chan)線。這種專用生(sheng)(sheng)產(chan)線還包括工作誤差測量裝(zhuang)置和工件(jian)焊(han)(han)(han)前預熱的(de)(de)感應加(jia)熱器等。