一、電子束焊機是什么設備
電子(zi)束焊(han)(han)機是利(li)用(yong)高(gao)(gao)速(su)(su)運(yun)(yun)動(dong)的電子(zi)束流轟擊(ji)工(gong)(gong)(gong)件(jian)的原理進行(xing)焊(han)(han)接(jie)加工(gong)(gong)(gong)的一種比(bi)較(jiao)精密的焊(han)(han)接(jie)設(she)備,它(ta)(ta)基本上代表了最(zui)高(gao)(gao)性能(neng)的焊(han)(han)接(jie)水平。真空電子(zi)束焊(han)(han)在(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)過(guo)程中(zhong)利(li)用(yong)定向高(gao)(gao)速(su)(su)運(yun)(yun)動(dong)的電子(zi)束流撞擊(ji)工(gong)(gong)(gong)件(jian)使(shi)動(dong)能(neng)轉(zhuan)化為熱(re)能(neng)而(er)使(shi)工(gong)(gong)(gong)件(jian)熔(rong)化,形成(cheng)焊(han)(han)縫。電子(zi)束能(neng)量密度(du)高(gao)(gao)達108瓦/厘米2,能(neng)把焊(han)(han)件(jian)金屬(shu)迅速(su)(su)加熱(re)到很高(gao)(gao)溫度(du),因(yin)而(er)能(neng)熔(rong)化任何難熔(rong)金屬(shu)與合金。它(ta)(ta)不需(xu)要填充(chong)材料,一般在(zai)(zai)真空中(zhong)進行(xing)焊(han)(han)接(jie),焊(han)(han)縫純凈、光(guang)潔、無(wu)氧化缺陷。
電(dian)(dian)(dian)子束(shu)焊接(jie)因具有不(bu)用(yong)焊條、不(bu)易氧化、工藝(yi)重復性好及熱(re)變形(xing)量小的優點(dian)而廣(guang)泛(fan)應用(yong)于航(hang)空航(hang)天(tian)、原子能、國防(fang)及軍工、汽車和電(dian)(dian)(dian)氣電(dian)(dian)(dian)工儀表等(deng)眾多行業。電(dian)(dian)(dian)子束(shu)焊接(jie)包含了機械、真空、高(gao)電(dian)(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)(dian)磁場(chang)理(li)論(lun)、電(dian)(dian)(dian)子光學(xue)、自動控(kong)制和計(ji)算機等(deng)多學(xue)科技術。
二、電子束焊機工作原理
電(dian)(dian)子束(shu)(shu)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)基(ji)本原(yuan)理是電(dian)(dian)子槍中的(de)陰極由于(yu)直(zhi)接(jie)(jie)(jie)(jie)或間接(jie)(jie)(jie)(jie)加熱(re)而(er)發(fa)射電(dian)(dian)子,該電(dian)(dian)子在高(gao)壓靜電(dian)(dian)場的(de)加速下再(zai)通過電(dian)(dian)磁場的(de)聚(ju)焦就(jiu)可以形成能量密度極高(gao)的(de)電(dian)(dian)子束(shu)(shu),用此電(dian)(dian)子束(shu)(shu)去轟(hong)擊工件(jian),巨大(da)的(de)動能轉化為熱(re)能,使焊接(jie)(jie)(jie)(jie)處工件(jian)熔化,形成熔池,從而(er)實(shi)現對工件(jian)的(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)。
根據電(dian)子(zi)束焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)基本原理(li),西(xi)方國(guo)(guo)家在70年代末期(qi)研究開發(fa)(fa)出雙金(jin)屬鋸(ju)(ju)帶(dai)電(dian)子(zi)束焊(han)接(jie)新工藝(yi)生產(chan)(chan)線(xian),代替傳統的(de)(de)(de)(de)(de)普通(tong)高速(su)鋼鋸(ju)(ju)帶(dai)生產(chan)(chan)工藝(yi),從(cong)而大量節省了(le)高速(su)鋼,并(bing)提(ti)高了(le)鋸(ju)(ju)帶(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命。雙金(jin)屬鋸(ju)(ju)帶(dai)就是把具(ju)有彈性性能好的(de)(de)(de)(de)(de)彈簧鋼和切削能力(li)強的(de)(de)(de)(de)(de)高速(su)鋼通(tong)過電(dian)子(zi)束焊(han)接(jie)方法而獲得的(de)(de)(de)(de)(de)一種新型鋸(ju)(ju)帶(dai)。我國(guo)(guo)在80年代后期(qi)相繼從(cong)德國(guo)(guo)引進若干(gan)條生產(chan)(chan)線(xian)以(yi)滿(man)足國(guo)(guo)內市場(chang)高速(su)發(fa)(fa)展的(de)(de)(de)(de)(de)需要,但還不能完全滿(man)足其市場(chang)要求(qiu)。
三、電子束焊機的特點
1、電子束能量密度高(gao),一般(ban)可(ke)達(da)106~109W/cm2,是(shi)普(pu)通電弧焊(han)和氬(ya)弧焊(han)的100~10萬(wan)倍,因此可(ke)實現焊(han)縫深(shen)而窄的焊(han)接,深(shen)寬比(bi)大于10:1。
2、電子束焊接(jie),其焊縫化學(xue)成份(fen)純凈, 焊接(jie)接(jie)頭強度高、質量好。
3、電子束焊(han)接所(suo)需線能量(liang)小(xiao),而焊(han)接速度高(gao),因此焊(han)件的(de)熱影(ying)響區小(xiao)、焊(han)件變(bian)形小(xiao),除一般(ban)焊(han)接外,還可以對(dui)精加工后(hou)的(de)零部件進行焊(han)接。
4、可焊接普通鋼材、不銹鋼、合(he)金(jin)鋼及銅、鋁等(deng)金(jin)屬、難(nan)溶金(jin)屬(如(ru)鉭、鈮、鉬(mu))和一些化學性質活潑的金(jin)屬(如(ru)鈦、鋯、鈾等(deng))。
5、可焊接異種金屬(shu), 如銅和不銹鋼、鋼與硬質合金、鉻和鉬、銅鉻和銅鎢等(deng)。
6、電(dian)子束焊(han)(han)接的工(gong)藝參數,如加速電(dian)壓、束流、聚焦(jiao)電(dian)流、偏壓、焊(han)(han)速等可以精確調整,因此(ci)易(yi)于實現焊(han)(han)接過程自動化和程序控制,焊(han)(han)接重(zhong)復性好。
7、電子束焊(han)接能焊(han)接復(fu)雜(za)幾何形狀工件(jian)。
8、與(yu)普通焊(han)接相比, 其焊(han)接速率更(geng)高(尤(you)其對于大厚件(jian)的焊(han)接工件(jian))。
四、電子束焊機的應用領域
電子束焊接因(yin)具(ju)有不(bu)用焊條、不(bu)易氧化、工(gong)(gong)藝重復性好及熱變(bian)形(xing)量小的(de)優點而(er)廣(guang)泛應用于航空(kong)航天、原子能、國防(fang)及軍(jun)工(gong)(gong)、汽車和(he)電氣電工(gong)(gong)儀(yi)表等眾多行業。電子束焊機(ji)在下(xia)面領域(yu)中得到(dao)了廣(guang)泛的(de)應用:
1、航(hang)天航(hang)空工業-----噴(pen)氣發動(dong)機部(bu)件(jian)、起落架、機艙(cang)段框架、精密傳(chuan)動(dong)件(jian)、火(huo)箭(jian)助推器(qi)、高壓氣瓶、火(huo)箭(jian)發動(dong)機部(bu)件(jian)等。
2、核能(neng)工業---------加速器部件、燃(ran)料(liao)棒、支架、導向筒、蒸發器等。
3、兵(bing)器(qi)工業(ye)---------雷達漫波導(dao)、平衡肘、柴油發(fa)動機、增壓器(qi)渦輪等。
4、汽(qi)輪(lun)機(ji)制造業---------汽(qi)輪(lun)機(ji)葉(xie)片、隔板(ban)等。
5、汽(qi)車工業(ye)---------變速箱齒(chi)輪(lun)、行星(xing)齒(chi)輪(lun)框架(jia)、后(hou)橋(qiao)、汽(qi)缸、離合器、發動(dong)機增壓(ya)器渦輪(lun)、汽(qi)車動(dong)力電池。
6、船(chuan)舶工業(ye)---------艦(jian)艇發動機、船(chuan)機修復、攜進器螺旋槳、魚雷部件、潛(qian)艇殼(ke)體。
7、儀表(biao)工業(ye)---------各種儀表(biao)傳感(gan)器、膜盒等。
8、電工行業---------電工合金觸頭、錳銅(tong)分流(liu)器。
9、礦山機械(xie)---------齒輪。
10、石化設備---------煉鋼爐的銅冷卻(que)風口。
11、能源動力---------汽輪機(ji)轉(zhuan)子、汽輪機(ji)隔板(ban)、鍋爐(lu)閥門的閥體等。
12、電子工業---------雙金屬帶、傳感器部件(jian)、雷達部件(jian)等。
13、醫(yi)療器(qi)械(xie)---------鈦(tai)合金(jin)支(zhi)架、人工(gong)關節、人工(gong)骨骼(ge)、醫(yi)用鎳鈦(tai)合金(jin)導絲(si)等(deng)。
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(zhen)空(kong)電(dian)子(zi)束(shu)焊(han):這種電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)在10-4~10-1Pa的真(zhen)空(kong)度下進(jin)行焊(han)接(jie),是(shi)目前應用較多的電(dian)子(zi)束(shu)焊(han),工(gong)件大小易受(shou)工(gong)作室尺寸的限制。
低真(zhen)空電子束(shu)焊(han):低真(zhen)空電子束(shu)焊(han)的(de)工作真(zhen)空度介于10-1~10Pa,真(zhen)空系統簡單,啟動相(xiang)對較快,同時(shi)減弱了(le)焊(han)接時(shi)的(de)金屬蒸(zheng)發(fa)。
非真(zhen)空電子(zi)束焊(han):這種電子(zi)束焊(han)是將真(zhen)空條件形(xing)成的電子(zi)束流引入到大氣環境中對工件進行焊(han)接,已(yi)經擺脫(tuo)了真(zhen)空室對工件尺寸(cun)的限制,但對工作距離與焊(han)縫寬深(shen)比有要求。
2、按電子束焊機的加速電壓分
高壓(ya)電子束焊(han):加(jia)速(su)電壓(ya)范圍60~150kV,可得到直徑小、功(gong)率密度(du)大的束斑和深寬(kuan)比(bi)大的焊(han)縫(feng)。
中壓電子束(shu)焊:加速(su)電壓范(fan)圍30~60kV。
低壓(ya)電子束焊(han)(han):加速電壓(ya)范(fan)圍(wei)低于(yu)30kV,適用于(yu)焊(han)(han)縫深寬比不高的薄板材料的焊(han)(han)接。
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