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电子束焊接(EBW)是一种融合焊接工艺,其中将高速电子束施加到两种要连接的材料上。当电子的动能在撞击时转化为热量时,工件熔化并一起流动。电子束焊接通常在真空条件下执行,以防止电子束散逸。
真空工作室可以具有任何期望的体积,从几升到几百立方米。它们可以配备电子枪,以提供任何所需的功率高达100 kW的电子束,如果需要,甚至更高。在微电子束装置中,尺寸可以到十分之一毫米的部件可以被焊接。在具有足够高功率电子束的焊机中,可以实现300 mm深的焊接。还有一些焊接机,其中电子束从真空中带到大气中。使用这种设备,无需的工作室即可焊接非常大的物体。
即使没有在真空中实现,电子束焊接也永远不能“手动”进行,因为始终会产生强烈的X射线。梁和工件的相对运动通常是通过工件的旋转或线性移动来实现的。在某些情况下,可通过计算机控制的偏转系统移动光束来实现焊接。工件机械手大多是单设计的,可以满足焊接设备的特定要求。
电子束设备为束发生器提供适当的电源。加速电压可以在30到200 kV之间选择。通常取决于各种条件,约为60或150 kV。随着电压的升高,技术问题和设备价格迅速上升,因此,只要有可能,就应选择大约60 kV的较低电压。高压电源的xxx功率取决于所需的焊接深度。
高压设备还为阴极加热提供5 V以上的低压,为控制电极提供高达约1000 V的负电压。电子枪还需要用于校正系统,聚焦透镜和偏转系统的低压电源。如果要提供计算机控制的成像,雕刻或类似的光束应用,后提到的可能会非常复杂。可能还需要复杂的电子设备来控制工件机械手。
电子束焊技术早于1948年源起于德国,1952年制作了台电子束加工机,1958年诞生了台电子束焊机。真空电子束焊机提示它的基本原理是:真空条件下,电子枪发射的电子束在高电压(通常是20kV~300kV)加快下(0.3~0.7倍的光速),通过电磁透镜聚集成高能量密度的电子束,当电子束炮击工件时,电子的动能转化为热能,焊区的部分温度突然上升到6000℃以上,使工件材料熔化,完结焊接。
20 世纪 60 年代初,电子束焊机逐渐运用于飞机制造业和宇航工业中名贵金属的焊接。跟着现代航空和宇航等技术的运用而敏捷展开起来,成功地处理了为现代产品而展开的各种新式材料的焊接问题。电子束焊接并且在汽车工业、船舶工业和机械制造业等领域运用也日益广泛。
一台典型的真空电子束焊机首要包括了主机,控制箱,高压电源,真空抽气系统和监测控制器四大部分。
1.真空电子束焊机主机由电子枪、真空室和工件传动系统及操作台组成。
2.真空电子束焊机的高压电源包括:阳压主电源、阴极加热电源,以及束流控制用高压电源系统。
3.真空电子束焊机的控制箱包括:高压电源控制设备、电子枪阴极加热电源的控制系统、束流控制设备、聚集电源控制设备,以及束偏转发生器等。
4.真空抽气系统包括:电子枪抽气系统、作业室抽气系统?以及真空控制及监测设备。
电子束焊机还有一些辅佐设备,比如电子枪,涣散泵以及涡轮分子泵等,作业时均会发热,为坚持正常作业,这些都需求用循环水进行冷却。因此,真空电子束焊机还需求制作有冷却水的系统,包括水的净化过滤及软扮装。 其他真空系统各级阀门一般要求用压缩空气,因此需求有供气系统及净化压缩空气的油水分离设备。