泰州電子束焊接設備技術要求

送絲機構應焊絲準確地送入電子束的作用范圍內。送絲嘴應盡可能靠近熔池，其表面應有涂層以防金屬飛濺物的沾污。應選用耐熱鋼來制造送絲嘴。應能方便地對送絲機構進行調節。以改變送絲嘴到熔池的距離、送絲方向以及與工件的夾角等。焊絲應從熔池前方送入。焊接時采用電子束掃描有助于焊絲的熔化和改善焊縫成形。送絲速度和焊絲直徑的選擇原則是使填充金屬量為接頭凹陷體積的1.25倍。

用電子束進行定位焊是裝夾工件的有效措施，其優點是節約裝夾時間和經費?？梢圆捎煤附邮骰蛉跏鬟M行定位焊，對于搭接接頭可用熔透法定位，有時先用弱束流定位，再用焊接束流完成焊接。

在焊接過程中采用電子束掃描可以加寬焊縫降低熔池冷卻速度，消除熔透不均等缺陷，降低對接頭準備的要求。電子束掃描是通過改變偏轉線圈的激磁電流，從而使橫向磁場變化來實現的。常用的電子束掃描圖形有正弦形、圓形、矩形、鋸齒形等。通常電子束掃描頻率為100~1000Hz。電子束偏轉角度為2°~5°。電子束掃描還可用來檢測接縫的位置和實現焊縫跟蹤，此時電子束的掃描速度可以高達50~100m/s，掃描頻率可達20kHz。在焊接大厚度工件時為了防止焊接所產生的大量金屬蒸氣和離子直接侵入電子槍可設置電子束偏轉裝置。使電子槍軸線與工件表面的垂直方向成5°~90°夾角，這對于大量生產中電子槍工作穩定是十分有利的。

電子束在30～150kV的加速電壓作用下，被加速到光速的1/2～2/3倍，高速電子流轟擊工件表面，使其表層溫度達到104℃以上、功率密度達到107W/cm2。因此，能量密度高度集中和局部高溫是電子束焊接的Z大特點。但在常規加速電壓的作用下，電子束穿透工件的深度僅為幾十分之一毫米，這與電子束焊縫的熔深(Z大可達300mm)相比是微不足道的。

當束功率密度低于105W/cm2時，電子束的能量在工件表面將轉換為熱能，由于工件表面的散熱條件較好，通過熱傳導的方式，熔池有向工件深層發展的趨勢，此時焊縫熔深較淺，稱為熔化成形。

　　當束功率密度增大到超過105W/cm2時，焊縫表面金屬迅速熔化且劇烈蒸發，在蒸發反作用力的排斥下，熔池下凹，排開液態金屬而露出新的固態金屬表面，使電子束可以穿透到相當的深度，形成一個細長的束孔。

　　隨著電子束的移動，束孔的金屬不斷熔化并被排斥到熔池后方，冷凝后形成焊縫，這種焊縫稱為深穿入成形。電子束焊接中主要采用這種成形方法以發揮其深寬比較大的優點。

電子束焊接的優勢

　?、倌芰棵芏雀?1010-1013W/m2)。焊縫窄，熱影響區小且具有平行邊緣，焊接變形小;一般焊接無需填充金屬;對于的工業產品具有較高的焊接速度;可獲得深寬比大的焊縫，焊接厚件時不開坡口一次成形。

　?、谡婵諚l件下焊接。避免在焊接過程中工件氧化，焊縫純凈度高。

　?、劭煽啃约爸貜托院?。焊接參數自動控制，能夠焊縫質量;焊接參數易于調節，工藝適應性強。

　?、苓m用于異種金屬材料焊接，包括部分陶瓷材料。

將活性劑應用于電子束焊也是目前活性焊接研究的重要領域之一。在一定條件下，活性劑對電子束焊的熔深影響很大，現已逐步形成了活性電子束焊的新技術。

　　與傳統電子束焊相比，活性電子束焊的特點為：

　?、偈褂没钚詣┛擅黠@減小熔池上部寬度，改變熔池形狀。

　?、赟iO2、TiO2、Cr2O3單組元活性劑對電子束焊接熔深增加有影響。

　?、塾蒘iO2、TiO2、Cr2O3等組成的多組元不銹鋼電子束焊活性劑，可使聚焦電子束焊接熔深增加兩倍多。

　?、苁褂没钚詣┖?，聚焦電流和束流對電子束焊熔深增加有影響。

焊前壓配指焊接零件的定位和裝夾。焊接前零件裝配精度對電子束焊質量的影響很大，因為端面接觸部位存在間隙或零件配合過松都會造成焊接變形，所以，不論是冷壓還是熱裝，都要控制機加工的公差配合，零件焊接前壓配的精度，確保裝配到位。

由于焊縫及其熱影響區發生了復雜的物理化學變化，其組織成分和性能已不同于母材，所以焊接后一般要通過熱處理來改善焊縫和熱影響區的組織，消除殘余應力，促使殘余的氫逸出，從而提高焊接接頭的韌性，增強零件抵抗應力腐蝕的能力，零件形狀和尺寸的長期穩定。