什么是电子束焊接？- 定义和工艺

什么是电子束焊接？

电子束焊接 (EBW) 是一种熔焊工艺，其中将高速电子束施加到两种要接合的材料上。当电子的动能在撞击时转化为热量时，工件会熔化并一起流动。 EBW通常在真空条件下进行，以防止电子束的耗散。

电子通过电子枪产生，然后使用电场加速到非常高的速度。然后使用磁场将这种高速电子流聚焦并精确应用于要连接的材料。

当电子撞击材料时，它们的动能转化为热量，从而导致金属熔化并流动在一起。电子束焊接一般在真空中进行，因为气体分子的存在会使电子束发生散射。

由于 EB 焊接涉及高电压和所需的真空，整个过程由计算机控制且高度自动化。该技术的精确性通常需要专门的夹具来固定零件以进行连接，而 CNC 工作台通常用于在焊接室内移动夹具和工件。

电子束焊机非常昂贵，必须严格维护，并且高压和高真空技术所需的支持可能很苛刻。然而，电子束焊接非常精确、坚固和纯净，整个过程可精确重复，对于许多应用和材料而言，电子束焊接是目前最好的连接技术。

典型的电子束焊接工艺

虽然每个电子束焊接工作都不同，但我们在 EB Industries 遵循了一个基本程序，使我们能够同时保持焊接质量和生产率。

• 对要组装的零件进行彻底检查和清洁；
• 设计了用于在焊接过程中将零件固定到位的固定装置。我们试图最大限度地增加每个真空循环可以焊接的零件数量，以保持高生产率。如有需要，可在我们的整机车间定制夹具；
• 将零件装入其夹具中，并将夹具连接到电子束焊机的 CNC 工作台上。 CNC 工作台经过编程，可在焊接过程中将零件精确移动到电子束下的位置；
• 真空室已固定，空气从其中抽出，以达到客户规格要求的必要部分或全部真空；
• 如有必要，我们会进行焊缝测试，以检查光束对准和聚焦是否正确、光束功率、焊缝熔深和焊缝的整体质量。根据需要调整参数，并在所有焊接操作过程中持续监控；
• 如果是生产焊接周期，焊接操作员会启动 CNC 工作台编程和电子束发射周期。然后将零件进行电子束焊接；
• 在焊接周期结束时，真空室被抽真空，零件和配件从焊机中取出；
• 将零件从固定装置中小心取出，然后进行全面的质量控制检查。

电子束焊接工作

电子束 (EB) 焊接是一种熔焊工艺，其中电子由电子枪产生并使用电场加速至高速。这种高速电子流使用磁场紧密聚焦，并应用于要连接的材料。电子束在撞击工件时会产生动热，使它们熔化并结合在一起。

电子束焊接在真空环境中进行，因为气体的存在会导致电子束散射。由于它是一种真空工艺并且由于使用了高电压，这种焊接方法是高度自动化和计算机控制的。因此，需要使用专用夹具和 CNC 工作台来移动焊接真空室内的工件。

电子束焊接机技术的最新发展实现了电子束焊接的局部方法，即电子束枪被封闭在待接合材料一侧的真空箱中，而不是将整个工件放置在真空室中。

在电子束焊接中，电子是由电子枪的阴极产生的。在阴极之后，提供了一个杯栅。它可以防止电子发散并控制它们。因为施加在阴极和阳极上的高电压。带正电的阳极从杯栅中吸引电子。

阳极加速电子，其速度增加并达到 50000 – 200000 km/s 的范围。高速电子束从阳极通过磁透镜和偏转线圈。

磁透镜将电子束聚焦到工件上的所需位置。偏转线圈将光束偏转到所需的焊接区域。当高速电子束撞击工件时，会产生强烈的热量，它会熔化两个工件的金属并填充焊接区域。熔化的焊缝凝固并形成牢固的焊缝。

电子束焊接的应用

• 它在航空航天工业中用于制造喷气式飞机部件、结构部件、传动部件和传感器。
• 用于发电行业。
• 在航天工业中用于制造钛罐和传感器。
• 在汽车工业中用于制造传动系统、齿轮和涡轮增压器。
• 在电气和电子行业中用于制造铜结构的零件。
• 使用它的其他领域是核工业、医疗、研究中心等。

电子束焊接的优点

• 焊接速度快。
• 可以焊接异种金属。
• 高焊接质量和精度。
• 降低运营成本。
• 可以轻松焊接具有高焊接温度的材料。
• 由于受热区影响较小，因此变形较少。
• 清洁费用可以忽略不计。
• 它可以焊接较厚的板材，范围从 0.025 毫米到 100 毫米。
• 它能够焊接难以接近的接头。

电子束焊接的缺点

• 设备成本非常高。
• 操作它需要高技能的操作人员。
• 需要高真空。
• 由于在真空中操作，无法焊接大型工件。
• 需要高度的安全措施才能使用它。