電(dian)子束是20世紀30年代發展起來的(de)(de)一種高密度的(de)(de)能(neng)源。它是利用加速和聚(ju)焦的(de)(de)電(dian)子束轟擊置于真空或非真空中的(de)(de)焊件,將電(dian)子的(de)(de)動能(neng)轉變為(wei)熱能(neng),熔化金(jin)屬形成焊縫。
電子束(shu)焊(han)接可按被(bei)焊(han)件所處(chu)環境氣(qi)氛的(de)壓(ya)強(qiang)分高真空、低真空和非(fei)真空三類。
1. 電(dian)子(zi)束(shu)焊的特點
電子束焊(han)接(jie)與常用焊(han)接(jie)方法相(xiang)比,有下列(lie)特點。
①. 焊接速度高
由于能量(liang)特別集中,熔(rong)化和凝固過(guo)程均大(da)大(da)加(jia)快,大(da)功率電(dian)子束焊(han)(han)機的(de)焊(han)(han)接(jie)速度(du)可達400mm/min,為氬弧焊(han)(han)的(de)40倍。
②. 功率(lv)密度高、穿透能(neng)力(li)強
焊(han)縫深寬比大(da),可達(da)50:1,即一(yi)次(ci)焊(han)透(不開坡口)深度50mm時(shi),焊(han)縫寬度只有1mm,顯然這要(yao)求(qiu)定位(wei)精確。電(dian)子束焊(han)一(yi)次(ci)焊(han)透最厚鋼板可達(da)300mm,而(er)最薄可焊(han)0.03mm.對于大(da)厚度鋼板能實現單面(mian)焊(han)雙(shuang)面(mian)成(cheng)形(xing),可以節省大(da)量填充材(cai)料、能源和(he)工時(shi)。
③. 能量集中
由于(yu)能量集中,焊接線能量小,因此(ci),熱(re)影響(xiang)區小,焊接變形相對減小。
④. 污染少
由于真(zhen)空(kong)(kong)對焊(han)縫有保護作用,不(bu)僅可以防止熔化金(jin)(jin)屬受到空(kong)(kong)氣的(de)(de)污染(ran),而(er)且有利于焊(han)縫金(jin)(jin)屬的(de)(de)凈(jing)化,特別適宜(yi)活(huo)潑金(jin)(jin)屬的(de)(de)焊(han)接。電子束焊(han)接不(bu)需要(yao)焊(han)接材料,不(bu)會帶(dai)人其他不(bu)純的(de)(de)物質。
⑤. 再現(xian)性好(hao)
電(dian)子束焊因(yin)操(cao)作機械化(hua)、自動化(hua)程度很(hen)(hen)高,能很(hen)(hen)好地再現焊接過程,提高了產品質量的穩(wen)定(ding)性。
2. 焊接技(ji)術
電子(zi)(zi)(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)(han)對焊(han)(han)(han)(han)件(jian)的表面清(qing)潔(jie)度要(yao)求(qiu)很(hen)高。由于電子(zi)(zi)(zi)束(shu)橫截面小,對焊(han)(han)(han)(han)件(jian)裝配(pei)要(yao)求(qiu)嚴(yan)格,焊(han)(han)(han)(han)縫間隙要(yao)求(qiu)小而(er)均勻。圓形焊(han)(han)(han)(han)件(jian)對接的圓度要(yao)求(qiu)很(hen)高。一旦焊(han)(han)(han)(han)接位置不(bu)準確,往(wang)(wang)(wang)往(wang)(wang)(wang)會(hui)產生焊(han)(han)(han)(han)偏、焊(han)(han)(han)(han)漏(lou)和未焊(han)(han)(han)(han)透,直接影響焊(han)(han)(han)(han)接質量。在(zai)真(zhen)空(kong)電子(zi)(zi)(zi)束(shu)焊(han)(han)(han)(han)接時,被焊(han)(han)(han)(han)工件(jian)尺寸和形狀往(wang)(wang)(wang)往(wang)(wang)(wang)受(shou)到工作室限(xian)制(zhi)。焊(han)(han)(han)(han)接時會(hui)產生X射線,須嚴(yan)加(jia)防護,以保(bao)證操作人員(yuan)健(jian)康和安全。不(bu)論焊(han)(han)(han)(han)接環境壓強(qiang)高低,電子(zi)(zi)(zi)束(shu)均是在(zai)高真(zhen)空(kong)條件(jian)下獲得的。
電子(zi)束焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)形式(shi)有(you)對接(jie)(jie)(jie)(jie)、角接(jie)(jie)(jie)(jie)、T形接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)、搭(da)接(jie)(jie)(jie)(jie)、棒接(jie)(jie)(jie)(jie)、管(guan)對接(jie)(jie)(jie)(jie)、端接(jie)(jie)(jie)(jie)和特殊接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)等形式(shi),其中對接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)形式(shi)應用最(zui)廣(guang)。
影響電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)質(zhi)量(liang)的(de)工藝因素很多,有(you)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)設(she)計、焊(han)前清理、焊(han)件(jian)的(de)加工精度、焊(han)件(jian)裝配的(de)準確性(xing),以及(ji)工作電(dian)壓、電(dian)子(zi)束(shu)(shu)電(dian)流、電(dian)子(zi)束(shu)(shu)功率、焊(han)接(jie)速度、電(dian)子(zi)束(shu)(shu)偏離距離、焦點(dian)直(zhi)徑等(deng),若其中有(you)一個或兩個參數所選并非最(zui)佳(jia)值,往(wang)往(wang)會使(shi)接(jie)頭(tou)質(zhi)量(liang)達不(bu)到(dao)滿意的(de)結(jie)果。因而(er)要嚴格選擇焊(han)接(jie)條件(jian),并穩定保持(chi)。
奧氏(shi)體不銹鋼采用電子束焊接時,由于焊接速度快,熔池的冷卻速度也快,可以防止碳化物析出,從而能提高焊接接頭耐腐蝕能力。不銹鋼電子束焊接參數如表3-31所示。