electron beam welding
简介
利用经加速和聚焦的电子束轰击焊件接缝处所产生的热能使金属熔合的一种焊接方法(见电焊)。如图所示，从阴极发射的电子，受阴极与阳极间高压电场的加速，通过带孔的阳极，再经聚焦线圈会聚成截面积小(直径为0.2～1 mm)、功率密度高 (≥1.5×105 W /cm2)的电子束。当电子束撞击焊件时，其动能大部分转化成热能(见电子束加热)，使焊件金属熔化成熔池。随着电子束的移动，熔池冷凝成焊缝。电子束的移动可由移动电子枪(电极和聚焦线圈等的组合件)或焊件来实现;在小范围内可由偏转线圈所产生的磁场来实现。加速电压在30～200 kV范围内。为保护电极不受氧化，电极区(图中的I区)必须保持压力不大于1×10-2Pa的高真空。工作室的压力常高于电子枪室的压力，两者间有减少漏气的设施。工作室一般另配真空泵抽气。
电子束焊示意图
特点和用途 真空环境中的电子束焊与其他熔焊方法比，其优点是：①高能电子束能获得窄而深的穿透型熔化焊缝，焊缝深宽比可达到50：1;②对焊件的输入能量小，因而焊件所受的热影响小，变形少;③焊接参数(功率、束径、工作距离等)可各自在很宽的范围内调节，还可进行脉冲调制、扫描等，焊接精度高、适应性强、工艺再现性好;④焊缝受电极材料和空气的污染极小(如在1×10-2Pa真空度下，焊缝污染程度只约0.1μm);⑤可用来焊接除黄铜、铸铁等少数金属外的所有同类金属，包括活泼金属、难熔金属等以及它们的合金，也可用来焊接某些异种金属(如不锈钢与铜合金，耐热合金与钼或钨等);⑥大批量生产条件下，焊接成本只有气体保护电弧焊的几分之一。电子束焊的缺点是：①设备投资大;②只能焊接特殊型式的接头;③因电子束束径小，焊件接缝间隙必须很小，电子束与接缝容易错位，为此，焊接接头必须经过准确的非破坏性检验方法检验;④焊前焊件表面必须仔细清理;⑤真空中焊接时，焊件尺寸受真空工作室尺寸的限制;⑥夹具应当用非磁性材料制造，或先经退磁，以防电子束偏移接缝。
分类 电子束焊按焊件所处的工作室内的真空度分为高真空焊、低真空焊、局部真空焊和非真空焊四类。各类电子束焊的特点和差别见表。
各类电子束焊的特点和差别