電子束焊接(EBW)是一種融合焊接工藝,其中將高速電子束施加到兩種要連接的材料上。當(dāng)電子的動(dòng)能在撞擊時(shí)轉(zhuǎn)化為熱量時(shí),工件熔化并一起流動(dòng)。電子束焊接通常在真空條件下執(zhí)行,以防止電子束散逸。
在電子槍中,自由電子是從熱金屬帶(或金屬絲)通過熱發(fā)射獲得的。然后通過三個(gè)電極產(chǎn)生的電場將它們加速并形成狹窄的會(huì)聚束:電子發(fā)射帶,連接到高壓(加速)電源(30-200 kV)負(fù)極和正極的陰極。高壓電極、陽極。第三個(gè)電極相對于陰極帶負(fù)電,稱為Wehnelt電極或控制電極。它的負(fù)電位控制發(fā)射的電子進(jìn)入加速場的部分,即電子束電流。
真空工作室可以具有任何期望的體積,從幾升到幾百立方米。它們可以配備電子槍,以提供任何所需的功率高達(dá)100 kW的電子束,如果需要,甚至更高。在微電子束裝置中,尺寸可以到十分之一毫米的部件可以被焊接。在具有足夠高功率電子束的焊機(jī)中,可以實(shí)現(xiàn)300 mm深的焊接。還有一些焊接機(jī),其中電子束從真空中帶到大氣中。使用這種設(shè)備,無需的工作室即可焊接非常大的物體。
即使沒有在真空中實(shí)現(xiàn),電子束焊接也永遠(yuǎn)不能“手動(dòng)”進(jìn)行,因?yàn)槭冀K會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的X射線。梁和工件的相對運(yùn)動(dòng)通常是通過工件的旋轉(zhuǎn)或線性移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。在某些情況下,可通過計(jì)算機(jī)控制的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)移動(dòng)光束來實(shí)現(xiàn)焊接。工件機(jī)械手大多是單設(shè)計(jì)的,可以滿足焊接設(shè)備的特定要求。
電子束焊機(jī)加工是在真空條件下,利用電流加熱陰極發(fā)射電子束,帶負(fù)電荷的電子束高速飛向陽極,途中經(jīng)加快極加快,并經(jīng)過電磁透鏡聚集,使能量密度十分會(huì)集,可以把一千瓦或更高的功率會(huì)集到直徑為5~10μm的斑駁上,獲得高達(dá)109W/cm2左右的功率密度。如此高的功率密度,可使任何材料被沖擊部分的溫度,在百萬分之一秒時(shí)間內(nèi)升高到攝氏幾千度以上,熱量還來不及向周圍擴(kuò)散,就已把局部材料瞬時(shí)熔化、氣化直到蒸騰去除。隨著孔不斷變深,電子束焊機(jī)照耀點(diǎn)亦越深入。由于孔的內(nèi)側(cè)壁對電子束發(fā)生"壁聚集",所以加工點(diǎn)或許到達(dá)很深的深度,從而可打出很細(xì)很深的微孔。
真空分散焊焊接特色:
(1)接頭強(qiáng)度高。特別適用于選用熔焊易產(chǎn)生裂紋的資料的焊接,由于不改動(dòng)母材性質(zhì),因而接頭化學(xué)成分、組織性能與母材相同或接近,接頭強(qiáng)度高。
(2)可焊接資料品種多。真空擴(kuò)散焊機(jī)可焊接多種同類金屬及合金,同時(shí)還能焊接許多異種資料。如果選用加過渡合金層的真空分散焊,還能夠焊接物理化學(xué)性能差異很大,高溫下易構(gòu)成脆性化合物的異種或同種資料。
(3)可用于需要大面積結(jié)合的零部件、疊層構(gòu)件、中空型構(gòu)件、多孔型或具有雜亂內(nèi)部通道的構(gòu)件、封閉性內(nèi)部結(jié)合件以及其他焊接辦法可達(dá)性差的零部件的制造。
(4)真空擴(kuò)散焊機(jī)分散焊接為整體加熱,構(gòu)件變形小、尺度精度高
電子束焊是熔化焊的一種,它運(yùn)用集聚的高速電子束炮擊工件接縫,發(fā)生熱能從而使金屬熔合。真空電子束焊機(jī)提示它包含了機(jī)械、真空、高電壓和電磁場理論、電子光學(xué)、自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)等多學(xué)科技術(shù)。這也是干式螺桿真空泵廠家要講的,真空體系中常用焊接辦法的第三種。
20 世紀(jì) 60 年代初,電子束焊機(jī)逐漸運(yùn)用于飛機(jī)制造業(yè)和宇航工業(yè)中名貴金屬的焊接。跟著現(xiàn)代航空和宇航等技術(shù)的運(yùn)用而敏捷展開起來,成功地處理了為現(xiàn)代產(chǎn)品而展開的各種新式材料的焊接問題。電子束焊接并且在汽車工業(yè)、船舶工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)等領(lǐng)域運(yùn)用也日益廣泛。
宇航技術(shù)中所用各類火箭、衛(wèi)星、飛船、空間站、太陽能電站等的結(jié)構(gòu)件、發(fā)動(dòng)機(jī)以及各種儀器均需用焊接技術(shù)來完結(jié),電子束焊接將是完結(jié)空間結(jié)構(gòu)焊接和滿足其需求的強(qiáng)有力技術(shù)。且跟著設(shè)備、技術(shù)等國產(chǎn)化趨勢的增強(qiáng),及電子束焊接等技術(shù)對焊材及人工本錢的大幅下降優(yōu)勢逐漸趨于明顯等,國內(nèi)電子束焊機(jī)等電子束金屬加工設(shè)備工作展開將迎來利好趨勢,給電子束焊機(jī)的展開增添了新的生機(jī)。