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电子束焊接电子束焊接，也叫电子束焊，是指利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊接面，使被焊工件熔化实现焊接。真空电子束焊是目前应用Z广的电子束焊。 电子束焊原理 电子束在30～150kV的加速电压作用下，被加速到光速的1/2～2/3倍，高速电子流轰击工件表面，使其表层温度达到104℃以上、功率密度达到107W/cm2。因此，能量密度高度集中和局部高温是电子束焊接的Z大特点。但在常规加速电压的作用下，电子束穿透工件的深度仅为几十分之一毫米，这与电子束焊缝的熔深(Z大可达300mm)相比是微不足道的。 当束功率密度低于105W/cm2时，电子束的能量在工件表面将转换为热能，由于工件表面的散热条件较好，通过热传导的方式，熔池有向工件深层发展的趋势，此时焊缝熔深较浅，称为熔化成形。 当束功率密度增大到超过105W/cm2时，焊缝表面金属迅速熔化且剧烈蒸发，在蒸发反作用力的排斥下，熔池下凹，排开液态金属而露出新的固态金属表面，使电子束可以穿透到相当的深度，形成一个细长的束孔。 随着电子束的移动，束孔前沿的金属不断熔化并被排斥到熔池后方，冷凝后形成焊缝，这种焊缝称为深穿入成形。电子束焊接中主要采用这种成形方法以发挥其深宽比较大的优点。 电子束焊接优缺点 电子束焊接技术具有能量密度高、焊接速度快、焊接变形区小、参数易于控制、可焊接难熔及异种金属等优点，在工业上得到了广泛应用。 1、电子束焊接的优势 ①能量密度高(1010-1013W/m2)。焊缝窄，热影响区小且具有平行边缘，焊接变形小;一般焊接无需填充金属;对于高质量的工业产品具有较高的焊接速度;可获得深宽比大的焊缝，焊接厚件时不开坡口一次成形。 �、谡婵仗跫潞附�。避免在焊接过程中工件氧化，焊缝纯净度高。 �、劭煽啃约爸馗葱院�。焊接参数自动控制，能够保证焊缝质量;焊接参数易于调节，工艺适应性强。 �、苁视糜谝熘纸鹗舨牧虾附樱ú糠痔沾刹牧�。 2、电子束焊接的局限性 窄焊缝(熔化区)要求焊前对工件进行精细的准备;焊接接头边缘需加工;焊接接头要求没有装配间隙或非常小的间隙(通常无填充金属);真空下进行焊接可能使被焊工件的尺寸受限制;大规格工件需定制特殊设备;特殊工件需采用局部真空电子束焊;对带磁的部件敏感，即电子路径受磁场韵影响;从阴极至工件轰击点的磁场;针对被焊金属工件内部磁场必须退磁。 电子束焊接技术 1、电子束钎焊 真空电子束钎焊作为一种高质量、GX率、精确控制的制造技术，对各种精密、复杂部件的连接制造具有非常重要的意义。用电子束作为加热源进行真空钎焊，就是用电子束高速扫描，使电子束由点热源转化为面热源，实现零件的局部高速均匀加热。该工艺具有普通真空钎焊无法比拟的优越性，如高温停留时间短、大大减少钎料对母材的溶蚀、输入能量精密可控、能量输入路径可任意编辑等。 近年来国内外已通过电子束钎焊技术实现了陶瓷零件、碳-碳复合材料、立方氮化硼与碳化钨基体以及换热器管板结构的连接。在国内，电子束复合加工技术应用尚未普及，仅某航空研究所对飞机换热器管板结构进行过初步研究。 有学者分别采用电子束钎焊对不锈钢管板进行连接。结果表明，接头部位的钎缝均匀圆滑，钎焊透率，满足技术规范要求，如下图所示。 近年来更多的研究者认识到电子束钎焊在焊接领域的优越性。围绕电子束钎焊所开展的研究主要为钎接机理和针对具体材料与结构的实用工艺两方面，焊接机理方面的研究为实用工艺技术的形成奠定了基础。目前，随着计算机技术的不断进步，对电子束钎焊的热作用控制研究逐渐引起了人们的重视，成为电子束钎焊技术研究中的热点之一。 2、活性剂电子束焊接 将活性剂应用于电子束焊也是目前活性焊接研究的重要领域之一。在一定条件下，活性剂对电子束焊的熔深影响很大，现已逐步形成了活性电子束焊的新技术。 与传统电子束焊相比，活性电子束焊的特点为： �、偈褂没钚约量擅飨约跣∪鄢厣喜靠矶�，改变熔池形状。 �、赟iO2、TiO2、Cr2O3单组元活性剂对电子束焊接熔深增加有影响。 ③由SiO2、TiO2、Cr2O3等组成的多组元不锈钢电子束焊活性剂，可使聚焦电子束焊接熔深增加两倍多。 ④使用活性剂后，聚焦电流和束流对电子束焊熔深增加有影响。 有学者对用电子束活性剂焊接TA15板材进行堆焊实验。结果表明，活性剂对熔池形状有很大影响，通过添加活性剂改变表面张力梯度，改善了焊缝咬边。 还有学者分别对6mm厚LF21铝合金和10mm厚不锈钢进行实验，结果表明，用电子束焊接铝合金，表面张力梯度改变理论对铝合金熔深增加的作用不明显。电子束焊接不锈钢使用活性剂可增加电子束焊的熔深，使用活性剂后，聚焦电流和束流对电子束焊熔深增加有较大影响。 随着对活性焊接机理的进一步研究，新的GX活性焊接法将得到应用。 3、电子束复合焊接 近年来，焊接研究所提出了新型非真空电子 |
