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)高(gao)能束流加工(gong)方(fang)法之一。約在(zai)1950年前后，核能工(gong)業的(de)(de)發展(zhan)促使人們對高(gao)熔點金屬(shu)及稀貴金屬(shu)需求(qiu)的(de)(de)增加。但是，該些材料在(zai)焊接(jie)時(shi)(shi)對大氣環(huan)境(jing)中的(de)(de)氧、氮、氫(qing)等氣體有很強的(de)(de)親和力，極(ji)易形成(cheng)化合(he)物，影響接(jie)頭性能。而在(zai)當(dang)時(shi)(shi)，真(zhen)(zhen)(zhen)空技術(shu)已經發展(zhan)到相當(dang)水平，真(zhen)(zhen)(zhen)空能提供惰性氣體更(geng)“純(chun)凈”的(de)(de)保(bao)護條(tiao)件，可是電弧不能在(zai)真(zhen)(zhen)(zhen)空中維持。于是，電子束焊接(jie)技術(shu)應運而生。

電子束焊接(jie)(jie)(jie)與核(he)工(gong)業(ye)的(de)(de)(de)發展息(xi)息(xi)相關。由于核(he)輻射(she)的(de)(de)(de)防護，對核(he)容(rong)器質(zhi)量(liang)提(ti)出(chu)了極高(gao)的(de)(de)(de)要(yao)求，一(yi)些大厚度結構采用(yong)傳(chuan)統焊接(jie)(jie)(jie)或(huo)激光焊接(jie)(jie)(jie)方法無法實現(xian)優質(zhi)的(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭，核(he)工(gong)業(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)采用(yong)的(de)(de)(de)一(yi)些難熔高(gao)溫(wen)材(cai)料，采用(yong)傳(chuan)統焊接(jie)(jie)(jie)或(huo)激光焊接(jie)(jie)(jie)方法很難實現(xian)連接(jie)(jie)(jie)，而(er)電子束焊接(jie)(jie)(jie)可(ke)以很好(hao)地實現(xian)其(qi)連接(jie)(jie)(jie)。今后幾十年中(zhong)(zhong)(zhong)，我國的(de)(de)(de)核(he)能裝備將以幾何級(ji)數增(zeng)長，電子束焊接(jie)(jie)(jie)作為一(yi)種先進的(de)(de)(de)連接(jie)(jie)(jie)技術，必將在其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)發揮重要(yao)作用(yong)。

20世紀60年(nian)代初，電子束(shu)焊(han)接(jie)逐步應用(yong)(yong)于飛機制造業和宇(yu)航工業中(zhong)貴(gui)重金屬的(de)(de)焊(han)接(jie)。隨著現代航空和宇(yu)航等(deng)(deng)尖(jian)端(duan)技(ji)術(shu)的(de)(de)應用(yong)(yong)而迅速(su)發展(zhan)起來，成功(gong)地解決了為(wei)現代尖(jian)端(duan)產品而發展(zhan)的(de)(de)各種(zhong)新型材料的(de)(de)焊(han)接(jie)問題(ti)。電子束(shu)焊(han)接(jie)并且在(zai)汽車工業、船(chuan)舶工業和機械制造業等(deng)(deng)領域應用(yong)(yong)也日益廣泛。電子束(shu)焊(han)接(jie)的(de)(de)應用(yong)(yong)前景簡列如(ru)下：

1、電子束(shu)焊接在(zai)復雜零件的(de)大(da)批量生產中(zhong)將有較大(da)的(de)發展。例如，在(zai)汽(qi)車工業中(zhong)，采用電子束(shu)焊接技術焊接汽(qi)車的(de)齒輪和(he)后橋等，可以提高(gao)工作(zuo)效率、降低成本、提高(gao)零件的(de)質量。

2、在航空航天工業(ye)中，電子(zi)束焊接技(ji)(ji)術(shu)將(jiang)繼續擴大其(qi)應用，并發展電子(zi)束焊接的在線檢測(ce)技(ji)(ji)術(shu)等。

3、由于(yu)電(dian)子束焊接在厚大件焊接中(zhong)具(ju)有獨(du)特的(de)優勢，所(suo)以在能源、核工業、船(chuan)舶(bo)行(xing)業、重型機械制(zhi)造中(zhong)大有用武(wu)之地。

4、電(dian)(dian)子束焊(han)接(jie)的焊(han)接(jie)設備將趨向(xiang)多功能(neng)及柔性化，隨著(zhu)電(dian)(dian)子束焊(han)接(jie)應用領域(yu)的擴大(da)，出于經濟方面的考慮，多功能(neng)電(dian)(dian)子束焊(han)的焊(han)接(jie)設備和集成工藝以及電(dian)(dian)子束焊(han)機的柔性化將越來越重(zhong)要。

5、宇航技術(shu)中所用(yong)各類火箭(jian)、衛星、飛船(chuan)、空間站(zhan)、太陽能電(dian)站(zhan)等的(de)(de)結(jie)構件、發(fa)(fa)動機(ji)(ji)以及(ji)各種儀器均需(xu)用(yong)焊(han)(han)接技術(shu)來(lai)完成，電(dian)子(zi)束焊(han)(han)接將是實現空間結(jie)構焊(han)(han)接和滿足其需(xu)求的(de)(de)強(qiang)(qiang)有(you)力技術(shu)。且隨著高(gao)端設備、技術(shu)等國(guo)產化趨(qu)勢的(de)(de)增(zeng)強(qiang)(qiang)，及(ji)電(dian)子(zi)束焊(han)(han)接等技術(shu)對焊(han)(han)材及(ji)人工(gong)成本的(de)(de)大幅降低優(you)勢逐漸趨(qu)于明顯等，國(guo)內(nei)電(dian)子(zi)束焊(han)(han)機(ji)(ji)等電(dian)子(zi)束金(jin)屬加(jia)工(gong)設備行業發(fa)(fa)展將迎來(lai)利好趨(qu)勢，給電(dian)子(zi)束焊(han)(han)機(ji)(ji)的(de)(de)發(fa)(fa)展增(zeng)添了(le)新的(de)(de)活力。

二、電子束焊機的發展趨勢

電子(zi)束(shu)焊接從射束(shu)產(chan)生(sheng)和焊接工藝的(de)(de)基礎研(yan)究(jiu)到走上正(zheng)規工業生(sheng)產(chan)的(de)(de)道路，前后經歷20多年的(de)(de)歷史，逐步使這(zhe)一(yi)焊接方法(fa)成為當前工業生(sheng)產(chan)中的(de)(de)一(yi)個重要加(jia)工手(shou)段(duan)，并廣(guang)泛應用于各(ge)工業領域。近(jin)年來(lai)，科學技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)進一(yi)步發展，特別是真空技(ji)術(shu)(shu)、高壓技(ji)術(shu)(shu)、電子(zi)技(ji)術(shu)(shu)及(ji)計算機(ji)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)進一(yi)步完善，給(gei)電子(zi)束(shu)焊機(ji)的(de)(de)發展增添了新的(de)(de)活力目前世界(jie)各(ge)國正(zheng)在利用這(zhe)些方面的(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)優勢研(yan)制和發展新型的(de)(de)電子(zi)束(shu)焊機(ji)，其發展趨(qu)勢大致如下:

1、發展大功率的中壓型或高壓型焊機

重(zhong)型機器制造業的(de)(de)(de)發展，重(zhong)型產(chan)品的(de)(de)(de)噸位(wei)不斷增加(jia)，為減(jian)少加(jia)工(gong)(gong)上的(de)(de)(de)困難，更(geng)加(jia)需要采用焊(han)接(jie)方(fang)法進(jin)行組合加(jia)工(gong)(gong)。這些重(zhong)型設備的(de)(de)(de)焊(han)縫熔深(shen)范(fan)圍(wei)超過100mn需要生(sheng)產(chan)功率超過100kW的(de)(de)(de)電(dian)子束焊(han)機。大型超厚的(de)(de)(de)零(ling)部件(jian)采用電(dian)子束焊(han)接(jie)，可(ke)以(yi)減(jian)小變形，降低成本，縮短加(jia)工(gong)(gong)時間，提(ti)高產(chan)品質量。國外已有“150kV，60kW”的(de)(de)(de)真(zhen)空電(dian)子束焊(han)機，一(yi)次焊(han)接(jie)深(shen)度可(ke)達(da)130mm。

2、發展具有大容積焊接工作室的真空電子束焊機

由于真空電子(zi)束焊(han)接具(ju)有一系列(lie)優點，因此越來越多的大(da)型(xing)零部(bu)件(jian)希望采(cai)用電子(zi)束焊(han)接。但(dan)是，受真空室尺(chi)寸限制，很多大(da)體積、大(da)重量的工(gong)件(jian)難以(yi)使用這種方法進行(xing)焊(han)接。

3、發展具有更大靈活性的動槍式焊機

對于結(jie)構復雜的(de)(de)大型、重(zhong)型部(bu)件，翻轉、定位、調整(zheng)都很(hen)困(kun)難，有時一個部(bu)位上(shang)有若干條不同角度(du)或(huo)不同平面(mian)內的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)，特(te)別需要使用電(dian)子槍(qiang)可靈活轉換位置(zhi)的(de)(de)真空電(dian)子束焊(han)(han)機。發展具(ju)有更大靈活性的(de)(de)動(dong)槍(qiang)式焊(han)(han)機是電(dian)子束焊(han)(han)接(jie)領域一個迫切的(de)(de)課題，目前國外(wai)已制成的(de)(de)動(dong)槍(qiang)式焊(han)(han)機的(de)(de)電(dian)子槍(qiang)可在垂直平面(mian)內旋(xuan)轉35°-45°，可基本滿足上(shang)述構件焊(han)(han)接(jie)的(de)(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CNC系統可對(dui)所有(you)機(ji)械坐標（包括焊(han)接工作臺和電子槍的移動）和焊(han)接參數進行控制。

5、真空電子束焊機的自動生產線

汽(qi)車、拖拉機(ji)行(xing)業需要制造系列化的傳(chuan)動(dong)軸與傳(chuan)動(dong)齒(chi)輪，采用電子束焊接(jie)不但(dan)減少了制造上的困難，而(er)且焊后(hou)變形(xing)小、焊接(jie)參數有最佳的重復精度(du)及高的焊接(jie)速度(du)。由于(yu)汽(qi)車、拖拉機(ji)中軸與齒(chi)輪的生產(chan)量極(ji)大，因此真(zhen)空電子束焊機(ji)需要與其他加工機(ji)床結合，組(zu)成自動(dong)生產(chan)線。這種專用生產(chan)線還包括工作誤差測量裝置和工件焊前預(yu)熱的感應加熱器等。