真空电子束焊简介

焊接过程可通过观察系统观察。电子束焊机的工作原理如图所示:

金属焊接，焊缝结构，如图所示。

真空电子束焊接具有以下特点:

● 电子束能焊接不同的金属 及合金材料,尤其高难熔金属都能焊接

● 电子束可以精确的确定焊缝的位置,精度和重复性误差为 0% 。

● 最大的穿透深度,可达300MM

● 最高的深宽比大于10:1。

● 焊接直径可达400MM

● 电子束焊接，其焊缝化学成份纯净, 焊接接头强度高、质量好。

● 电子束焊接所需线能量小，而焊接速度高，因此焊件的热影响区小、焊件变形小，除一般焊接外，还可以对精加工后的零部件进行焊接。

● 可焊接异种金属, 如铜和不锈钢、钢与硬质合金、铬和钼、铜铬和铜钨等。

● 真空电子束焊接不仅可以防止熔化金属受到氧、氮等有害气体的污染，而且有利于焊缝金属的除气和净化，因而特别适于活泼金属焊接。也常用于电子束焊接真空密封元件，焊后元件内部保持在真空状态

● 在真空中进行焊接，焊缝纯净、光洁，呈镜面，无氧化等缺陷。

● 电子束能量密度高达108瓦/厘米2，能把焊件金属迅速加热到很高温度，因而能熔化任何难熔金属与合金。熔深大、焊速快，热影响区极小，因此对接头性能影响小，接头基本无变形。

● 与普通焊接相比, 其焊接速率更高(尤其对于大厚件的焊接工件)。

电子束焊接已广泛用于汽车、航空、航天、核工业等行业，现已发展到石油、化工、机械、仪表仪器、精密加工等行业。

中国逐步推行更可靠的真空电子束焊接，主要应用领域:

● 航空与航天领域:飞行器构件、喷气式发动机部件、起落架... ● 汽车工业领域:高速齿轮、液力变矩器涡轮组件、驾驶舱模块横梁、保护气囊、后桥... ● 动力与原子能:压力容器、核反应堆燃料棒、汽轮机喷管隔板...

● 电子与医疗:继电器壳体、压力传感器、心脏起搏器壳体...

● 电机与仪表:电机的定子转子叠片与整流子、膜合... ● 其他:双金属(锯条、热敏元件、冷却器)、金刚石钻头...

低真空电子束焊是在10-1～10Pa的压强下进行的。压强为4Pa时束流密度及其相应的功率密度的最大值与高真空的最大值相差很小。因此，低真空电子束焊也具有束流密度和功率密度高的特点。由于只需抽到低真空，明显地缩短了抽真空时间，提高了生产率，适用于批量大的零件的焊接和在生产线上使用。例如：变速器组合齿轮多采用低真空电子束焊接。

真空电子束焊接(EBW-NV)在汽车制造领域一直倍受重视。例如，手动变速器中同步环与齿轮的非真空电子束焊接，生产率已超过500件/h。德国Aachen大学焊接研究所在进行非真空实验中，以11m/min的焊接速度获得优质焊接接头，目前正在达到25m/min的焊接速度，以满足汽车工业的需要。美国是世界上非真空电子束焊接的最大用户。有资料表明，20世纪80年代在美国已经有50台非真空电子束焊机在运行，其中包括从欧洲引进的设备，主要是用于汽车制造业中。

从20世纪80年代我国开始研究电子束焊接，其中重点研究的是汽车重型齿轮的焊接。这是因为随着汽车的发展，汽车重型齿轮需求也越来越大，采用传统的焊接方法制造，存在着劳动生产率低、焊接变形大、接头质量不易保证、消耗大、劳动条件恶劣等问题。北京航空工艺研究所、中科院北京电工所等单位对此进行了深入的研究，分别研制了齿轮专用焊机，在中科院电工所已形成一定批量生产规模。此外，哈尔滨焊接研究所在非真空电子束焊接技术研究领域、桂林电器科学研究所在60kV中压被真空电子束焊机的开发研制中都进行了大量的研究工作，卓有成效。另外，陕西汽车厂已成功应用双头电子束焊接后桥。