电子束焊入门基础知识

问题描述

精选答案

电子束焊接是指使用加速和聚焦的电子束轰击真空或非真空中的焊接表面，以熔化待焊接的工件。真空电子束焊接是应用最广泛的电子束焊接。

基本原理

电子是物质的基本粒子，通常在原子核周围高速运动。当电子被给予一定的能量时，它们会跳出轨道。加热阴极使其释放并形成自由电子云。当电压增加到30至200千伏时，电子将加速并向阳极移动。

电子束焊接是一种焊接方法，它利用会聚的高速电子电流产生的热能轰击工件的接合处来熔化金属。当电子轰击工件时，动能转化为热能。电子束作为焊接热源有两个明显的特点:

(1)功率密度高

电子束焊接常用的加速电压范围为30~150千伏，电子束电流为20~1000毫安，电子束聚焦直径约为01~1毫米，这样电子束功率密度可达106瓦/平方厘米以上。

(2)精确、快速的可控性

作为物质的基本粒子，电子具有极小的质量(9.1×10-31kg)和一定的负电荷(1.6×1019C)，电子的荷质比高达176×1011C/kg。电子束可以被电场和磁场快速而精确地控制。电子束的这一特性明显优于激光束，激光束只能由透明和反射镜控制，并且速度较慢。

1、优点

1)电子束穿透能力强，焊缝深宽比大。目前，电子束焊接的深宽比可达60：1。焊接厚板时，可实现单通焊接，无需坡口，与电弧焊相比，可节省辅助材料和能源消耗。

2)焊接速度快，热影响区小，焊接变形小。成品工件可作为最终的连接工序，焊接后的工件仍保持足够高的精度。

3)真空电子束焊接不仅可以防止熔融金属被氧气和氢气等有害气体污染，而且有利于焊缝金属的除气和净化，特别适用于活性金属的焊接。电子束焊接真空密封元件也是常用的，焊接后元件保持真空状态。

4)电子束可以传输到远处进行真空焊接，从而在难以接近的位置进行焊缝焊接。

5)通过控制电子束的偏转，可以实现复杂接头的自动焊接。电子束扫描池可以消除缺陷，提高接头质量。

2、缺点

1)设备相对复杂且昂贵。

2)焊接前，对接头加工和装配有严格要求，保证接头位置准确、间隙小、均匀。

3)在真空电子束焊接过程中，待焊接工件的尺寸和形状经常受到工作室的限制。

4)电子束容易受到杂散电磁场的干扰，影响焊接质量。

5)电子束焊接产生的X射线需要严格保护，以确保操作人员的健康和安全。