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在焊接过程中采用电子束扫描可以加宽焊缝降低熔池冷却速度,消除熔透不均等缺陷,降低对接头准备的要求。电子束扫描是通过改变偏转线圈的激磁电流,从而使横向磁场变化来实现的。常用的电子束扫描图形有正弦形、圆形、矩形、锯齿形等。通常电子束扫描频率为100~1000Hz。电子束偏转角度为2°~5°。电子束扫描还可用来检测接缝的位置和实现焊缝跟踪,此时电子束的扫描速度可以高达50~100m/s,扫描频率可达20kHz。在焊接大厚度工件时为了防止焊接所产生的大量金属蒸气和离子直接侵入电子枪可设置电子束偏转装置。使电子枪轴线与工件表面的垂直方向成5°~90°夹角,这对于大量生产中电子枪工作稳定是十分有利的。
电子束焊的分类方法很多。按被焊工件所处的环境的真空度可分为三种:高真空电子束焊,低真空电子束焊和非真空电子束焊。
高真空电子束焊是在10-4~10-1Pa的压强下进行的。良好的真空条件,可以对熔池的“保护”防止金属元素的氧化和烧损,适用于活性金属、难熔金属和质量要求高的工件的焊接。
低真空电子束焊是在10-1~10Pa的压强下进行的。压强为4Pa时束流密度及其相应的功率密度的大值与高真空的大值相差很小。因此,低真空电子束焊也具有束流密度和功率密度高的特点。由于只需抽到低真空,明显地缩短了抽真空时间,提高了生产率,适用于批量大的零件的焊接和在生产线上使用。
在非真空电子束焊机中,电子束仍是在高真空条件下产生的,然后穿过一组光阑、气阻和若干级预真空小室,射到处于大气压力下的工件上。在压强增加到7~15Pa时,由于散射,电子束功率密度明显下降。在大气压下,电子束散射更加强烈。即使将电子枪的工作距离限制在20~50mm,焊缝深宽比大也只能达到5:1。目前,非真空电子束焊接能够达到的大熔深为30mm。这种方法的优点是不需真空室,因而可以焊接尺寸大的工件,生产率较高。
电子束焊机有两类:低压电子束焊机的加速电压为30~60千伏;高压电子束焊机的加速电压可达175千伏。电子束焊可焊接所有的金属材料和某些异种金属接头,从箔片至板材均可一道焊成,钢板可焊厚度达100毫米,铝板达150毫米,铜板可达25毫米。碳钢在真空中焊接时,由于钢中原含有的气体会释放出来,焊缝金属容易产生微气孔。
真空电子束钎焊作为一种、GX率、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。
局部真空电子束焊接技术是在大尺寸结构件的焊缝及其附近局部区域建立真空环境,并进行电子束焊接的技术。这种方法既保留了真空电子束焊接的特点,又避开了庞大的真空室,解决了厚大工件的焊接问题,可大大提高焊接质量并降低设备成本。
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。
波宾集团Pro-beam Group,是电子束技术的。波宾为焊接、硬化、微钻孔和表面涂层提供服务和设备。在过去的45 年来,来自40 多个国家的客户已经信赖波宾的解决方案。本公司在德国、中国和美国设有5 个办事处,员工总数超过430 人。公司总部设在德国慕尼黑。波宾集团是电子束和激光技术领域的企业,我们可提供电子束焊接和钻孔以及表面镀膜等工艺技术的全面解决方案。我们的客户可根据需要委托波宾进行合约制造,也可从波宾处购买为客户定制的设备。此外,凭借我们的技术专长,我们在开发环节即可作为合作伙伴,帮助客户一起打造一套的生产工艺。
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