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電子束焊接工作原理電子束加工是利用高能量的會(huì)聚電子束的熱效應(yīng)或電離效應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行的加工。利用電子束的熱效應(yīng)可以對(duì)材料進(jìn)行表面熱處理、焊接、刻蝕、鉆孔、熔煉,或直接使材料升華。電子束曝光則是一種利用電子束輻射效應(yīng)的加工方法。 利用電子束的熱效應(yīng)可以對(duì)材料進(jìn)行表面熱處理、焊接、刻蝕、鉆孔、熔煉,或直接使材料升華。電子束曝光則是一種利用電子束輻射效應(yīng)的加工方法(見(jiàn)電子束與離子束微細(xì)加工)。 作為加熱工具,電子束的特點(diǎn)是功率高和功率密度大,能在瞬間把能量傳給工件,電子束的參數(shù)和位置可以精確和迅速地調(diào)節(jié),能用計(jì)算機(jī)控制并在無(wú)污染的真空中進(jìn)行加工。根據(jù)電子束功率密度和電子束與材料作用時(shí)間的不同,可以完成各種不同的加工。 電子束功率密度達(dá)瓦/平方厘米時(shí),電子束轟擊處的材料即局部熔化;當(dāng)電子束相對(duì)工件移動(dòng),熔化的金屬即不斷固化,利用這個(gè)現(xiàn)象可以進(jìn)行材料的焊接。電子束焊具有深熔的特點(diǎn),焊縫的深寬比可達(dá)20:1甚至50:1。這是因?yàn)楫?dāng)電子束功率密度較大時(shí),電子束給予焊接區(qū)的功率遠(yuǎn)大于從焊接區(qū)導(dǎo)走的功率。利用電子束焊的這一特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)多種特殊焊接方式。利用電子束幾乎可以焊接任何材料,包括難熔金屬(W、Mo、Ta、Nb)、活潑金屬(Be、Ti、Zr、U)、超合金和陶瓷等。此外,電子束焊接的焊縫位置精確可控、焊接質(zhì)量高、速度快,在核、航空、火箭、電子、汽車(chē)等工業(yè)中可用作精密焊接。在重工業(yè)中,電子束焊機(jī)的功率已達(dá)100千瓦,可平焊厚度為200毫米的不銹鋼板。對(duì)大工件焊接時(shí)須采用大體積真空室,或在焊接處形成可移動(dòng)的局部真空。 根據(jù)電子束流的產(chǎn)生原理,電子束加工具有如下特點(diǎn): 1)電子束發(fā)射器發(fā)射的電子束流束斑極小,且可控,可以用于精密加工; 2)對(duì)于各種不同的被處理材料,其效率可高達(dá)75%一98%,而所需的功率則較低; 3)能量的發(fā)生和供應(yīng)源可精確地靈活移動(dòng),并具有高的加工生產(chǎn)率; 4)可方便地控制能量束,實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化; 5)設(shè)備的使用具有高度靈活性,并可使用同一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行電子束焊接、表面改善處理和其他電子束加工; 6)電子束加工是在真空狀態(tài)下進(jìn)行,對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有污染; 7)電子束加工對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的真空度要求較高,使得電子束加工價(jià)格昂貴,一定程度上限制了其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。 |