一、電子束焊機是什么設備
電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)(han)機是利用高(gao)(gao)速(su)運動的電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)流轟(hong)擊工(gong)(gong)件的原(yuan)理(li)進行焊(han)(han)(han)接加工(gong)(gong)的一種比較精密的焊(han)(han)(han)接設備,它(ta)基本上代表了最(zui)高(gao)(gao)性能(neng)(neng)(neng)的焊(han)(han)(han)接水平。真(zhen)空(kong)電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)(han)在焊(han)(han)(han)接過程(cheng)中利用定向高(gao)(gao)速(su)運動的電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)流撞(zhuang)擊工(gong)(gong)件使動能(neng)(neng)(neng)轉化(hua)(hua)(hua)為(wei)熱能(neng)(neng)(neng)而(er)(er)使工(gong)(gong)件熔(rong)化(hua)(hua)(hua),形(xing)成(cheng)焊(han)(han)(han)縫。電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)能(neng)(neng)(neng)量密度(du)高(gao)(gao)達108瓦/厘(li)米(mi)2,能(neng)(neng)(neng)把焊(han)(han)(han)件金(jin)屬迅速(su)加熱到(dao)很高(gao)(gao)溫度(du),因而(er)(er)能(neng)(neng)(neng)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)任(ren)何難熔(rong)金(jin)屬與合金(jin)。它(ta)不需要填(tian)充材料,一般在真(zhen)空(kong)中進行焊(han)(han)(han)接,焊(han)(han)(han)縫純凈(jing)、光潔、無(wu)氧化(hua)(hua)(hua)缺陷。
電子(zi)束焊(han)接因具有不(bu)用焊(han)條、不(bu)易氧化、工(gong)藝重復性好及熱變形量小的(de)優點而廣泛應用于航(hang)空航(hang)天、原子(zi)能、國防及軍工(gong)、汽車和電氣電工(gong)儀表等眾多(duo)行業。電子(zi)束焊(han)接包含(han)了機械(xie)、真(zhen)空、高電壓和電磁場理論、電子(zi)光學(xue)、自(zi)動控制(zhi)和計(ji)算機等多(duo)學(xue)科技術。
二、電子束焊機工作原理
電(dian)子(zi)束焊接(jie)的(de)基本原理是電(dian)子(zi)槍中(zhong)的(de)陰極由(you)于直接(jie)或間接(jie)加熱(re)而發(fa)射電(dian)子(zi),該電(dian)子(zi)在高壓靜電(dian)場(chang)的(de)加速下再通過電(dian)磁場(chang)的(de)聚焦就可以形(xing)成能量密度極高的(de)電(dian)子(zi)束,用此電(dian)子(zi)束去轟擊工件,巨大的(de)動能轉化為(wei)熱(re)能,使(shi)焊接(jie)處工件熔化,形(xing)成熔池,從而實(shi)現對(dui)工件的(de)焊接(jie)。
根據電子束(shu)焊(han)接的(de)基本原理,西方國家在70年代末(mo)期研究開發出雙(shuang)金(jin)屬鋸(ju)帶(dai)(dai)電子束(shu)焊(han)接新工(gong)(gong)藝生(sheng)產(chan)線,代替傳統(tong)的(de)普通(tong)(tong)高(gao)速(su)鋼(gang)(gang)鋸(ju)帶(dai)(dai)生(sheng)產(chan)工(gong)(gong)藝,從而大(da)量節省了高(gao)速(su)鋼(gang)(gang),并提高(gao)了鋸(ju)帶(dai)(dai)的(de)使用壽命。雙(shuang)金(jin)屬鋸(ju)帶(dai)(dai)就是把具有彈性(xing)性(xing)能(neng)(neng)好的(de)彈簧(huang)鋼(gang)(gang)和切削(xue)能(neng)(neng)力強的(de)高(gao)速(su)鋼(gang)(gang)通(tong)(tong)過電子束(shu)焊(han)接方法(fa)而獲(huo)得的(de)一種新型鋸(ju)帶(dai)(dai)。我國在80年代后期相繼從德國引進若干條生(sheng)產(chan)線以滿(man)足(zu)國內市場高(gao)速(su)發展的(de)需(xu)要(yao),但還不能(neng)(neng)完全(quan)滿(man)足(zu)其(qi)市場要(yao)求。
三、電子束焊機的特點
1、電(dian)子束能量密度高,一般可達106~109W/cm2,是普通電(dian)弧焊和氬弧焊的(de)100~10萬倍,因此(ci)可實現(xian)焊縫深而窄的(de)焊接,深寬比大于10:1。
2、電子束(shu)焊接,其焊縫(feng)化學成份純凈, 焊接接頭強度高、質量好。
3、電子束焊(han)接(jie)所需線能量小,而(er)焊(han)接(jie)速度高,因此焊(han)件的熱影響區小、焊(han)件變形小,除一般焊(han)接(jie)外,還可以對(dui)精加(jia)工后的零部件進行焊(han)接(jie)。
4、可焊接普(pu)通鋼材、不銹鋼、合金鋼及銅、鋁等金屬(shu)、難溶金屬(shu)(如(ru)鉭(tan)、鈮、鉬)和一些化(hua)學性質(zhi)活潑(po)的金屬(shu)(如(ru)鈦、鋯、鈾等)。
5、可焊接異種金(jin)屬, 如銅和不銹鋼(gang)(gang)、鋼(gang)(gang)與硬質合金(jin)、鉻(ge)和鉬(mu)、銅鉻(ge)和銅鎢等。
6、電子(zi)束焊接的工(gong)藝參數,如加速電壓(ya)、束流、聚焦電流、偏壓(ya)、焊速等可以(yi)精確調(diao)整,因此易于實現(xian)焊接過(guo)程自動化和程序(xu)控(kong)制,焊接重復性好。
7、電子束焊接(jie)能焊接(jie)復雜幾何形狀(zhuang)工件。
8、與普通焊接(jie)相(xiang)比, 其焊接(jie)速率更高(gao)(尤其對于大厚件的焊接(jie)工件)。
四、電子束焊機的應用領域
電(dian)子束(shu)(shu)焊(han)(han)接因具(ju)有不用焊(han)(han)條、不易氧化、工藝重復性好及熱變形(xing)量小的(de)優點而(er)廣(guang)泛應(ying)用于(yu)航空航天、原子能、國(guo)防(fang)及軍(jun)工、汽車和電(dian)氣電(dian)工儀表等眾(zhong)多行業。電(dian)子束(shu)(shu)焊(han)(han)機在下(xia)面(mian)領(ling)域中得(de)到了(le)廣(guang)泛的(de)應(ying)用:
1、航(hang)(hang)天航(hang)(hang)空工業-----噴氣發動(dong)機部件、起落架、機艙(cang)段框(kuang)架、精密(mi)傳動(dong)件、火箭(jian)助(zhu)推器、高壓氣瓶、火箭(jian)發動(dong)機部件等。
2、核能(neng)工業---------加速(su)器部(bu)件、燃(ran)料(liao)棒、支架、導向(xiang)筒、蒸發(fa)器等(deng)。
3、兵(bing)器工業---------雷(lei)達漫(man)波(bo)導、平衡肘、柴油發動機、增(zeng)壓(ya)器渦輪(lun)等。
4、汽輪(lun)機制(zhi)造業---------汽輪(lun)機葉(xie)片(pian)、隔板等。
5、汽(qi)車(che)工業(ye)---------變(bian)速箱齒(chi)輪、行(xing)星(xing)齒(chi)輪框架、后(hou)橋、汽(qi)缸、離(li)合(he)器(qi)、發(fa)動機增壓器(qi)渦輪、汽(qi)車(che)動力電(dian)池。
6、船舶工業---------艦(jian)艇發動機、船機修復、攜(xie)進器螺旋槳、魚雷部(bu)件、潛艇殼體。
7、儀表(biao)工業---------各種儀表(biao)傳(chuan)感器、膜(mo)盒等。
8、電工行業---------電工合金(jin)觸頭、錳銅分流器。
9、礦山機械---------齒輪。
10、石化(hua)設備---------煉鋼爐的銅冷卻風(feng)口。
11、能(neng)源動力---------汽(qi)(qi)輪(lun)機轉子、汽(qi)(qi)輪(lun)機隔板、鍋爐閥門的閥體等。
12、電子工業---------雙(shuang)金屬帶、傳感器部(bu)件、雷(lei)達部(bu)件等(deng)。
13、醫療器(qi)械---------鈦合(he)金(jin)支架、人(ren)工關節(jie)、人(ren)工骨骼(ge)、醫用鎳鈦合(he)金(jin)導(dao)絲等。
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
高真空(kong)電(dian)子束焊:這種電(dian)子束焊在(zai)10-4~10-1Pa的(de)真空(kong)度下進行焊接(jie),是目前應用較多的(de)電(dian)子束焊,工件大小(xiao)易(yi)受工作室尺寸的(de)限制(zhi)。
低(di)(di)真空(kong)電(dian)子(zi)(zi)束焊:低(di)(di)真空(kong)電(dian)子(zi)(zi)束焊的(de)工(gong)作真空(kong)度介于(yu)10-1~10Pa,真空(kong)系統簡單(dan),啟動相對較快,同時減弱了焊接時的(de)金(jin)屬(shu)蒸發。
非真(zhen)空電(dian)子束焊(han):這種電(dian)子束焊(han)是(shi)將真(zhen)空條件形成的電(dian)子束流引入到大氣環境中對工件進行焊(han)接,已(yi)經擺脫了真(zhen)空室(shi)對工件尺寸(cun)的限制,但對工作距離(li)與(yu)焊(han)縫寬深比有(you)要求。
2、按電子束焊機的加速電壓分
高壓(ya)電子束(shu)焊(han):加速電壓(ya)范圍60~150kV,可得到(dao)直徑小(xiao)、功率密(mi)度大的束(shu)斑和深寬比大的焊(han)縫(feng)。
中壓電子(zi)束焊:加(jia)速電壓范圍30~60kV。
低(di)壓電(dian)子束焊(han)(han):加速電(dian)壓范圍低(di)于30kV,適用于焊(han)(han)縫深寬比不高的薄板材料的焊(han)(han)接。
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