电子束焊接：定义、构造、工作、应用、优点和缺点 [PDF 注释]

今天在这篇文章中，我将为您详细介绍电子束焊机 .

这种焊接工艺最早是由德国物理学家 Karl-Heinz Steigerwald 于 1949 年开发的。

在本文中，我们将首先看到定义，它是如何工作的，然后我还将向您展示 EBW 机器的应用、优势和局限性。

所以事不宜迟，让我们进入文章。

什么是电子束焊接？

电子束焊接是一种液态焊接工艺，其中两种相似或不同的金属通过使用热量连接起来，热量由高能电子产生。当电子高速撞击工件时，会发生动能和热能两种形式的能量转换。

电子束焊接机的构造：

电子束焊接机由以下几部分组成：

• 高压电源
• 电子枪
• 阴极网格
• 阳极
• 光学观察系统
• 磁性镜头
• 偏转线圈
• 真空室
• 工件
• 工件夹持装置

那么现在让我详细介绍一下这些部分。

高压电源：

电源分为低压和高压两种。

• 薄焊的低压范围在 5 到 30 kV 之间。
• 厚焊的高压范围为 70 至 150 kV。

电子枪：

在电子枪中，自由电子是通过热金属带或金属丝的热发射产生的。

电子枪的主要用途是借助阴极栅、阳极、磁透镜和偏转线圈将自由电子转化为电子束。

阴极网格：

通过这部分，产生了自由电子。然而，产生的自由电子的电压非常低 eV。为了加速这种自由电子，它们通过阳极和发射极（阴极）产生的高电场。

阳极：

阳极用于加速由阴极栅极产生的电子。

光学观察系统：

光学观察系统帮助我们确定和设置电子束撞击工件的作用点。

磁性镜片：

磁透镜只允许会聚的电子通过。它吸收发散电子的低能量，提供高强度电子束。

偏转线圈：

• 偏转线圈是一种磁透镜，用于阴极射线管。
• 它有助于在整个屏幕上扫描电子束。

真空室：

• 在真空室中，没有空气。这台机器的焊接是在真空中进行的。
• 此处预设的压力低于大气压或处于大气压。
• 它也被称为布劳恩管或腔室。

工件：

• 工件已固定在夹具上。
• 工件可以是相似或不同的金属。

工件夹持装置：

• 工件夹持装置也称为夹具。用于牢固地夹持工件。
• 夹具材质有铸钢件、不锈钢、铸铁、高强度钢等。

工作原理电子束焊接：

电子焊接的工作原理与电子束加工相同。在这里，我们使用电子束来连接相似金属或异种金属。

首先，我们为系统供电。如图所示，有一个阴极[带有负电荷]，由钨制成。并且正下方连接着阳极。

现在我们必须创建一个大约 30 到 175 kV 的电位差，因为当相干光从穿过阳极的阴极产生时，阳极有助于尽可能多地加速它。

现在相干光直接照射到工件上，同时附加聚焦线圈，减少了相干光之间的额外间隙。

现在光线在偏转线圈的帮助下直接照射到工件上，这里的温度非常高，以至于它熔化了工件。动能现在转化为热能。

工件固定在此处的夹具上，整个过程在真空中完成，这意味着没有空气。如果有空气进来，相干光的方向可能会偏转，可能会出现其他我们不想焊接的地方。

这是现代电子束焊接机的视频：

电子束焊接的应用：

电子焊具有广泛的用途。在这里，我列出了其中的一些，它们是：

• 用于工件的焊接和钻孔。
• 电子束焊接用于船舶、汽车、飞机、制造等各个行业。
• 它还用于国防部门制造各种产品。
• 用于连接两种相似或不同的金属。
• 用于钨、陶瓷等耐火材料的接合。
• 它也用于医疗行业。
• 电子焊接切割 25 微米的窄槽。

电子束焊接的优点：

所以这里有一些电子束焊接的优点：

• 电子焊中不需要填充材料。
• 几乎没有失真。
• 焊接缺陷出现的也很少。
• 电子焊也可以焊接硬质材料。
• 在此过程中获得的表面光洁度很高。
• 它还提供高金属接合率。
• 热有效区和焊接很窄。
• 此过程还有助于连接均匀和扩散金属。
• 焊接过程连续紧密。
• 工件具有高强度特性，可保持基材高达 95% 的强度。
• 这种束焊工艺非常精确。
• 焊接过程完全自动化。

电子束焊接的缺点：

电子束焊接的缺点如下：

• 该过程不能由半熟练工人完成，因此需要高技能工人，这意味着该人必须具备电子焊接工艺的知识。
• 工件尺寸不大，受真空室限制。
• 需要高度维护。
• 电子焊接设备价格昂贵。
• 安装和资本成本很高。
• 电子焊接有 X 射线辐射，这对人类和
来说是个大问题
• 制作费用也很高。

结论：

有了它：电子束焊接深入概述。

我希望你觉得这篇文章很有趣。我们还涵盖了许多有关机械工程学科的知识型文章，也请随时查看。