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電子束焊工藝

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電子束焊是利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊件所產生的熱能進行焊接的方法。電子束焊接的基本原理是電子槍中的陰極由于直接或間接加熱而發射電子,該電子在高壓靜電場的加速下再通過電磁場的聚焦就可以形成能量密度極高的電子束,用此電子束去轟擊工件,巨大的動能轉化為熱能,使焊接處工件熔化,形成熔池,從而實現對工件的焊接。

電子束作為焊接熱源有兩個明顯的特點:(1)功率密度高   電子束焊接時常用的加速電壓范圍為30~150kV,電子束電流20~1000mA,電子束焦點直徑約為0.1~1mm,這樣,電子束功率密度可達106W/cm2以上。 (2)精確、快速的可控性 作為物質基本粒子的電子具有極小的質量(9.1×10-31kg)和一定的負電荷(1.6×10-19C),電子的荷質比高達1.76×1011C/kg,通過電場、磁場對電子束可作快速而精確的控制。

電子束焊接具有下列主要優點:   

1)電子束穿透能力強,焊縫深寬比大。目前,電子束焊縫的深寬比可達到60:1。焊接厚板時可以不開坡口實現單道焊,比電弧焊可以節省輔助材料和能源的消耗;   

2)焊接速度快,熱影響區小,焊接變形小。對精加工的工件可用作最后連接工序,焊后工件仍保持足夠高的精度; 

3)真空電子束焊接不僅可以防止熔化金屬受到氧、氮等有害氣體的污染,而且有利于焊縫金屬的除氣和凈化,因而特別適于活潑金屬的焊接。也常用電子束焊接真空密封元件,焊后元件內部保持在真空狀態; 

4)電子束在真空中可以傳到較遠的位置上進行焊接,因而也可以焊接難以接近部位的接縫;  

5)通過控制電子束的偏移,可以實現復雜接縫的自動焊接。可以通過電子束掃描熔池來消除缺陷,提高接頭質量。


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