电子束很细、工作距离长、易于控制,所以电子束可以焊接狭窄间隙的底部接头。这不仅可以用于生产过程,而且在修复报废零件时也非常有效。复杂形状的昂贵铸铁件常用电子束来修复。
对可达性差的接头只有满足以下条件才能进行电子束焊接:
(1)焊缝在电子枪允许的工作距离上;
(2)有足够宽的间隙允许电子束通过,以免焊接时误伤工件;
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。
②真空条件下焊接。避免在焊接过程中工件氧化,焊缝纯净度高。
③可靠性及重复性好。焊接参数自动控制,能够焊缝质量;焊接参数易于调节,工艺适应性强。
④适用于异种金属材料焊接,包括部分陶瓷材料。
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:
①使用活性剂可明显减小熔池上部宽度,改变熔池形状。
②SiO2、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。
电子束焊对零件焊接部位的清洁度要求较高。在焊接前要将焊接表面的油、锈、氧化物以及其他杂质清除干净。少数零件焊接时,可用汽油清洗去油污,再用丙酮擦洗脱水和脱脂;大批量零件进行焊接时,可采用机械化清洗方式。清洗完毕后,在矩时间内进行焊接。
焊前压配指焊接零件的定位和装夹。焊接前零件装配精度对电子束焊质量的影响很大,因为端面接触部位存在间隙或零件配合过松都会造成焊接变形,所以,不论是冷压还是热装,都要控制机加工的公差配合,零件焊接前压配的精度,确保装配到位。
由于焊缝及其热影响区发生了复杂的物理化学变化,其组织成分和性能已不同于母材,所以焊接后一般要通过热处理来改善焊缝和热影响区的组织,消除残余应力,促使残余的氢逸出,从而提高焊接接头的韧性,增强零件抵抗应力腐蚀的能力,零件形状和尺寸的长期稳定。