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真空电子束焊

电子束焊是20世纪60年代发展起来的新技术,最初用于原宇能工业、航空与航天工业中贵重金属和特种金属的焊接,后来也广泛用在一般工业中。

电子束焊和其它焊接方法比较,具有如下一些优点:

①由于电子束焊通常都在真空中进行,因而可以焊接错合金、钦合金、被等这样一些在高温下极易与大气反应的材料,以及钨、钥、担、徕等难熔合金及氧化铝、氧化被陶瓷材料。

②电子束焊不需要热传导,由电子直接翰送热能量,热输入量少而焊缝窄。焊接相同厚度金属时,熔池容积可缩小到钨极氢弧焊的1/25,焊接速度也很快,电子束焊的焊缝窄,输人热量最少。由于这种焊接不需使用焊剂和焊丝,因此不存在污染问题。电子焊的功率密度与电压V的(7/4)2、电子束电流I的(1/4)2成正比。经研究证明,电子束焊对基体金属有以下影响:

a.焊接热影响区晶粒细小。因为输人热量少,阻止晶粒长大,故焊接热影响区晶粒细小,避免了原高温下变脆而使难于加工的热脆性现象。晶粒细小也使热影响区塑性一脆性转变点
的温度下降,增加其塑性。

b。耐蚀性能好。焊接不锈钢温度在800℃时会析出碳,使焊接件的耐腐蚀性能下降。电子束焊时因焊件处于高温下的时间极短,几乎无碳析出,所以不会出现晶界腐蚀而导致机械性能的下降。

C.组织应力减少,故变形量极小。电子束焊熔池比电弧焊的小,故热膨胀和收缩量都小,因而凝固过程中产生的微观裂纹也少,这样就避免了容积随相变而产生的缺陷。

③能准确控制焊接热源,焊接条件的再现性好。

④能方便而有效地控制电子束加速电压、束电流、焦点、焊接速度等,因而焊缝的宽窄、熔深的调节范围都很宽。

但电子束焊也有缺点,主要是:

①电子束焊机价格较高,真空电子束焊机焊接室的大小限制了焊接零件的尺寸。由于焊接室需要抽真空,因而焊接生产周期较长,生产效率较低。

②所有电子束发生系统都在超过22kV的电压下工作,因而会产生Moka线和x射线。加速的电压越高,发射的X射线强度越大。因此要采取必要的保护措施。

通常必须把X射线漏泄率控制在10-4R/h以下。对加速电压为35kV以下的低压型电子束焊机,焊接室应用12.7mm的钢板屏蔽。在此电压级以上,真空室外面需要包一层铅板。加速电压为100kV时,铅板最小厚度为1.5mm,150kV时应为2.3mmo焊接室的观察窗要用钢化玻璃和铅玻璃制造,也有采用不锈钢和混凝土保护电子束发生装置。

③不易用于复杂焊缝的焊接。


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