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电子束焊接(EBW)是一种融合焊接工艺,其中将高速电子束施加到两种要连接的材料上。当电子的动能在撞击时转化为热量时,工件熔化并一起流动。电子束焊接通常在真空条件下执行,以防止电子束散逸。
为了使电子枪正常工作,相对于加速电子透镜和磁聚焦透镜的光轴地调整电子束。这可以通过在聚焦透镜之前施加一些特定的径向方向的磁场和垂直于光轴的强度来完成。这通常是通过一个简单的校正系统来实现的,该校正系统由两对线圈组成。通过调节这些线圈中的电流,可以产生任何所需的校正场。
电子束焊机加工具有以下的特色:
1)能量密度高电子束聚集点范围小,能量密度高,适合于加工精微深孔和窄缝等。且加工速度快,。
2)工件变形小电子束加工是一种热加工,主要靠瞬时蒸腾,工件很少发生应力和变形,并且不存在工具损耗。适合于加工脆性、耐性、导体、半导体、非导体以及热敏性材料。
3)加工点上化学纯度高 由于整个电子束加工是在真空度1.33×10-2~1.33×10-4 Pa的真空室内进行的,所以熔化时可以防止由于空气的氧化作用所发生的杂质缺点。适合于加工易氧化的金属及合金材料,特别是要求纯度高的半导体材料。
4)电子束焊机可控性好 电子束的强度和方位均可由电、磁的方法直接控制,便于实现自动化加工。
电子束焊技术早于1948年源起于德国,1952年制作了台电子束加工机,1958年诞生了台电子束焊机。真空电子束焊机提示它的基本原理是:真空条件下,电子枪发射的电子束在高电压(通常是20kV~300kV)加快下(0.3~0.7倍的光速),通过电磁透镜聚集成高能量密度的电子束,当电子束炮击工件时,电子的动能转化为热能,焊区的部分温度突然上升到6000℃以上,使工件材料熔化,完结焊接。
电子束焊机与核工业的展开息息相关。因为核辐射的防护,对核容器质量提出了的要求,一些大厚度结构选用传统焊接或激光焊接方法无法完结的接头,核工业中选用的一些难熔高温材料,选用传统焊接或激光焊接方法很难完结联接,而电子束焊机能够很好地完结其联接。往后几十年中,我国的核能装备将以几何级数增加,电子束焊接作为一种的联接技术,必将在其中发挥重要作用。
20 世纪 60 年代初,电子束焊机逐渐运用于飞机制造业和宇航工业中名贵金属的焊接。跟着现代航空和宇航等技术的运用而敏捷展开起来,成功地处理了为现代产品而展开的各种新式材料的焊接问题。电子束焊接并且在汽车工业、船舶工业和机械制造业等领域运用也日益广泛。
宇航技术中所用各类火箭、卫星、飞船、空间站、太阳能电站等的结构件、发动机以及各种仪器均需用焊接技术来完结,电子束焊接将是完结空间结构焊接和满足其需求的强有力技术。且跟着设备、技术等国产化趋势的增强,及电子束焊接等技术对焊材及人工本钱的大幅下降优势逐渐趋于明显等,国内电子束焊机等电子束金属加工设备工作展开将迎来利好趋势,给电子束焊机的展开增添了新的生机。
一台典型的真空电子束焊机首要包括了主机,控制箱,高压电源,真空抽气系统和监测控制器四大部分。
1.真空电子束焊机主机由电子枪、真空室和工件传动系统及操作台组成。
2.真空电子束焊机的高压电源包括:阳压主电源、阴极加热电源,以及束流控制用高压电源系统。
3.真空电子束焊机的控制箱包括:高压电源控制设备、电子枪阴极加热电源的控制系统、束流控制设备、聚集电源控制设备,以及束偏转发生器等。
4.真空抽气系统包括:电子枪抽气系统、作业室抽气系统?以及真空控制及监测设备。
电子束焊机还有一些辅佐设备,比如电子枪,涣散泵以及涡轮分子泵等,作业时均会发热,为坚持正常作业,这些都需求用循环水进行冷却。因此,真空电子束焊机还需求制作有冷却水的系统,包括水的净化过滤及软扮装。 其他真空系统各级阀门一般要求用压缩空气,因此需求有供气系统及净化压缩空气的油水分离设备。