电子束焊接技术.ppt

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1、电子束焊接技术electronbeamwelding1954年法国J.A.Stohr博士成功焊接了核反应堆燃料包壳，标志电子束焊接金属获得成功；电子束焊接发展简史电子束焊接技术起源于德国，1948年前西德物理学家K.H.Steigerwald首次提出用电子束焊接的设想；电子束的发现迄今已有100多年的历史；1957年11月，在法国巴黎召开的国际原子能燃料元件技术大会上公布了该技术，电子束焊接被确认为一种新的焊接方法；1958年开始，美国、英国、日本及前苏联开始进行电子束焊接方面的研究；上世纪60年代后，我国开始从事电子束焊接研究；1.1电子束焊接的基本特征1.1

2、.1电子束焊接的过程电子束焊接是一种高能量密度的熔化焊方法。它是利用空间定向高速运动的电子束，撞击工件后将部分动能转化为热能，从而使被焊工件熔化，形成焊缝。三级电子枪结构示意图1－阴极；2－偏压电极；3－阳极；4－聚焦线圈；5－偏转线圈；6－工件；7－电子束；Ub－加速电压；UB－偏压；1.1.2电子束焊接分类、特点及应用1电子束焊接分类(1)按电子束加速电压不同低压电子束焊接(U=15-30Kv)中压电子束焊接(U=30-60Kv)高压电子束焊接(U=60-150Kv)超高压电子束焊接(U300Kv)(2)按真空度不同高真空电子束焊接(10-6-10-3to

3、rr)低真空电子束焊接(10-3-10-1torr)非真空电子束焊接(大气中)(3)按焊件在真空室中位置全真空电子束焊接局部真空电子束焊接(4)按功率不同大功率电子束焊接(60KW以上)中功率电子束焊接(30-60KW)小功率电子束焊接(30KW以下)(5)按电子枪特征定枪式和动枪式直热式和间热式二级枪和三极枪普通电子束焊接脉冲电子束焊接(6)按加热特点2电子束焊接特点(1)电子束焊接的优点(2)电子束焊接的不足a．加热功率密度大。焊接用电子束电流为几十到几百毫安，最大可达l000mA以上；加速电压为几十到几百千伏；故电子束功率从几十千瓦到100kw以上，而电子

4、束焦点直径小于1mm。故电子束焦点处的功率密度可达103~105Kw/cm2，比普通电弧功率密度高100—1000倍。b．焊缝深宽比(H/B)大。通常电弧焊的深宽比很难超过2，电子束焊的深度比在50以上。电子束焊比电弧焊可节约大量填充金属和电能，可实现高深宽比的焊接，深宽比达60：1，可依次焊透0.1~300mm厚度的不锈钢板。优点c.焊接速度快，焊缝热物理性能好。焊接速度快，能量集中、熔化和凝固过程快．热影响区小，焊接变形小。对精加工的工件可用作最后的连接工序，焊后工件仍能保持足够的精度。能避免晶粒长大，使焊接接头性能改善，高温作用时间短，合金元素烧损少，焊缝

5、抗蚀性好。d．焊缝纯度高。真空电子束焊的真空度一般为5×10-4Pa，适合焊接钛及钛合金等活性材料。e.焊接工艺参数调节范围广，适应性强。电子束焊接的工艺参数可独立地在很宽的范围内调节，控制灵活，适应性强，再现性好，而且电子束焊焊接参数易于实现机械化、自动化控制，提高了产品质量的稳定性。f.可焊材料多。不仅能焊金属和异种金属材料的接头,也可焊接非金属材料,如陶瓷、石英玻璃等。需要高真空环境以防止电子散射，设备复杂，焊件尺寸和形状受到真空室的限制（非真空环境的电子束焊，是重要的研究方向）；由于真空室的存在，抽真空成为影响循环时间的主要障碍（目前用于齿轮焊接的单台电

6、子束设备循环时间很难做到60s以内）；有磁偏移：由于电子带电，会受磁场偏转影响，故要求电子束焊工件焊前去磁处理；X射线问题：X射线在高压下特别强，需对操作人员实施保护；对工件装配质量要求严格，同时工件表面清洁的要求也较高。缺点1.2电子束焊机及应用目前全世界约有8000台电子束焊机在工业部门及实验室中应用。德国PTR公司生产的ebw3000/15-150CNC型电子束焊机真空室:1.7m×1.25m×1.45m;额定功率:15KW;额定电压:150KV法国TECHMETA公司MEDARD43型:Chamberdimensions:500×500×500;Oper

7、atingvoltage:60KV;Power:6KWLARA52型:Chamberdimensions:350×600×800;Operatingvoltage:60KV;Power:30KW乌克兰国家科学院巴顿电焊所前苏联唯一的焊接科学与工程的研发单位真空电子焊接分部是巴顿电焊所主要的骨干部门之一，为前苏联、中国、东欧、日本、美国、德国、英国、韩国的航空航天、机械及汽车制造、仪器仪表等行业总共生产了800台以上真空电子束焊接系统和整套装备，领先开发了合金钢、铝合金、钛合金、铜合金等多种材料焊深从0.1到400mm直线及空间曲线焊缝的真空电子束焊缝工艺成都飞机

8、制造厂由北京航空制造工程