最新电子束焊工艺
电子束焊工艺.
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电子束焊
图1-16 给出了各种金属在保证完全 熔透焊缝情况下,电子束焊热输入、 电子束功率、焊接速度与被焊材料、 板厚的关系。利用这个关系就可以 按被焊材料的种类和焊件厚度，初 步确定所需焊接功率，然后在选用 的设备上进行试焊修正。因为电子 束斑点的品质和电子枪的特性密切 相关，而不同设备的电子枪特性是 不同的，初步选定的参数必须经过 试验修正。此外，还应考虑焊缝横 断面、焊缝外形及防止产生焊缝缺 陷等因素，综合选择和试验后最终 确定实际使用的焊接参数。
4.聚焦电流
电子束聚焦状态对焊缝的熔深及其成形影响较大。 焦点变小可使焊缝变窄，熔深增加。根据被焊材料的 焊接速度、接头间隙等决定聚焦位置，进而确定电子 束斑点大小。薄板焊接时，应使焦点位于工件表面。 当被焊工件厚度大于10mm时，通常采用下焦点焊，即 焦点处于焊件表面的下部，且焦点在焊缝熔深的30％ 处。厚板焊接时，应使焦点位于工件表面以下0.5～ 0.75mm的熔深处。
熔深不均出现在未穿透焊缝中，它与 电子束焊接时熔池的形成和金属的流动 有密切的关系。加大小孔直径可防止出 现这种缺陷。改变电子束焦点在工件内 的位置也会影响到熔深的大小和均匀程 度。适当地散焦可以加宽焊缝，有利于 消除和减小熔深不均的缺陷。
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不穿透焊缝中的熔深不均
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电子束焊
4.焊前预热
对需要预热的工件，根据一定的形状、尺寸及所需 要的预热温度，选择适宜的加热方法，如气焊枪、加 热炉、感应加热、红外线辐射加热等，在工件装入真 空室前进行预热。如果工件较小，加热引起的变形不 会影响工件质量时，可在真空室内用散焦电子束来进 行预热。
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电子束焊新技术和新工艺讲解
特种焊接——电子束焊新技术和新工艺目录1.前言2.电子束焊的特点3.电子束焊焊接方法的分类4.电子束焊的主要优缺点5.电子束焊的应用范围6.电子束焊的设备与装备7.电子束焊的焊接工艺8. 电子束焊的工艺参数9.获得深熔焊的工艺方法10.总结1.前言在各种产品制造工业中，焊接与切割（热切割）是一种十分重要的加工工艺。
据工业发达国家统计,每年仅需要进行焊接加工后使用的钢材就占钢总产量的45%左右。
金属焊接是指通过适当的手段，使两个分离的金属物体（同种金属或异种金属）产生原子（分子）间结合而连接成一体的连接方法。
焊接不仅可以解决各种钢材的连接，而且还可以解决铝、铜等有色金属及钛、锆等特种金属材料的连接，因而已广泛应用于机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、石油化工、航天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等部门。
随着现代工业生产的需要和科学技术的蓬勃发展，焊接技术不断进步。
仅以新型焊接方法而言，到目前为止，已达数十种之多。
特种焊接技术是指除了焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等一些常规的焊接方法之外的一些先进的焊接方法，如激光焊、电子束焊、等离子弧焊、扩散焊等。
生产中选择焊接方法时，不但要了解各种焊接方法的特点和选用范围，而且要考虑产品的要求，然后还要根据所焊产品的结构、材料以及生产技术等条件做出初步选择。
电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。
电子束撞击工件时，其动能的96%可转化为焊接所需的热能，能量密度高达310～510KW/2cm ，而焦点处的最高温度达5953C 左右。
电子束焊是一种先进的焊接方法，在工业上的应用只有不到60年的历史，首先是用于原子能及宇航工业，继而扩大到航空、汽车、电子、电器、机械、医疗、石油化工、造船、能源等工业部门，创造了巨大的社会经济效益，并日益受到人们的关注。
2.电子束焊的特点电子束焊（electronic beam welding ）是高能量密度的焊接方法，它利用空间定向高速运动的电子束，撞击工件表面并将动能转化为热能，使被焊金属迅速融化和蒸发。
焊工新技术,新标准
焊工新技术，新标准一、激光焊接技术激光焊接技术是一种利用高能激光束与材料表面相互作用，实现高效、高质量焊接的方法。
与传统的焊接技术相比，激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、变形小、可焊接材料种类广泛等优点。
同时，激光焊接技术也存在着设备成本高、焊接工艺参数要求严格等缺点。
二、搅拌摩擦焊接技术搅拌摩擦焊接技术是一种新型的固相焊接技术，利用高速旋转的搅拌头与被焊材料表面相互作用，产生大量的摩擦热和塑性变形，从而实现材料的连接。
与传统的焊接技术相比，搅拌摩擦焊接技术具有焊接过程中不产生熔化、变形小、接头强度高等优点。
同时，搅拌摩擦焊接技术也存在着焊接速度较慢、搅拌头寿命较短等缺点。
三、电子束焊接技术电子束焊接技术是一种利用高能电子束轰击材料表面，使材料熔化并快速凝固实现焊接的方法。
与传统的焊接技术相比，电子束焊接具有能量密度高、焊接深度大、焊接质量高等优点。
同时，电子束焊接技术也存在着设备成本高、真空环境下操作等缺点。
四、高能束焊接技术高能束焊接技术是一种利用高能束流（如激光束、等离子束等）与材料表面相互作用，实现高效、高质量焊接的方法。
与传统的焊接技术相比，高能束焊接具有能量密度高、焊接速度快、变形小等优点。
同时，高能束焊接技术也存在着设备成本高、工艺参数要求严格等缺点。
五、复合焊接技术复合焊接技术是一种结合两种或多种焊接技术的优点，实现高效、高质量焊接的方法。
常见的复合焊接技术包括激光-电弧复合焊接、激光-MIG复合焊接等。
复合焊接技术可以充分发挥各种焊接技术的优势，提高焊接效率和质量。
同时，复合焊接技术也存在着设备成本高、工艺参数匹配难度大等缺点。
六、焊接自动化与智能化随着工业自动化和智能化的快速发展，焊工新技术在自动化与智能化方面也有着明显的进展。
现代焊接技术可以运用自动化控制、机器视觉和人工智能等技术进行精准控制和自动化操作，从而提高生产效率、稳定产品质量，同时也能减轻工人的劳动强度。
在智能装备领域，焊工机器人已广泛应用在汽车制造、航空航天和造船等行业，提高了生产效率和产品质量。
现代焊接技术中的电子束焊接技术
现代焊接技术中的电子束焊接技术摘要：在我国机械焊接的领域中，由于焊接件以及被焊接件的材质以及形式在不断的变化过程中，导致了我国传统形式水上的焊接技术，虽然仍然在应用，但是已经越来越不适应新材料的焊接要求，因此我国的焊接领域在不断的进行焊接技术的创新和发展。
本文先分析电子束焊接技术的特点及分类，其次探討现代焊接技术中的电子束焊接技术。
关键词：现代；焊接；技术；电子束焊接1 前言就我国现阶段的工业化发展情况来说，焊接广泛应用于多种材料的连接，而随着高新技术的不断发展，原来的传统焊接方式也转化为激光、电子束焊等先进的焊接技术。
可以说，无论是在建筑行业，还是车辆、机械、医疗设备等方面，离开焊接技术是根本无法运转的。
而随着与国外交流的增多，现代焊接技术已经有了异种材料的非金属材料的连接技术，而在产品表面设计方面也有了更好的创新制作方法，可以说，焊接技术的发展前景是非常光明的，焊接技术的未来充满了希望。
2 电子束焊接技术的特点及分类2.1 电子束焊接技术的特点电子束焊接技术主要就是利用电子束的高能量，将电子束进行集中控制，达到焊接材料的焊接目的。
电子束焊接技术在形成机理上同一般形式上的焊接技术有非常大的区别。
在应用电子束焊接技术进行焊接操作的过程中，首先我们要通过高压焊接加速专用装置的作用形成具有高功率效能的电子束；其次是有效的利用磁透镜的作用找到焊接焦点，在电子束焊接的过程中，电子束的动能能够有效的转化为焊接热能，这样就能够高质量的达到焊接材料需要的焊接要求。
在电子束焊接技术应用的过程中，电子束的焊接特点有以下几点，由于电子束的焊接能力较大，这样就会让焊接操作在较短的时间内完成，提升了焊接的工作效率。
又因为电子束焊接技术在应用的过程中具有较小的受热区间，因此在焊接的过程中具有非常小的焊接变形[1]。
除了上述电子束焊接技术的优点，电子束焊接技术在应用的过程中还有一些缺点存在，首先就是电子束焊接在应用的过程中前期准备较为复杂，加工成本需求很大。
2mm板厚304l真空电子束焊焊接工艺 (4)
2mm板厚304L真空电子束焊焊接工艺电子束焊接是利用空间定向高速电子束焊（EBW）是指在真空或非真空环境中，利用汇聚的高速电子流轰击焊件接缝处所产生的热能，使被焊金属融合的一种焊接方法。
电子束焊接是一种高能束流焊接方法,可以焊接熔点、热导率、溶解度相差很大的异种金属。
可以焊接热处理强化或冷作硬化的材料，而对接头的力学性能没有太大的影响。
可实现不开坡口单道大厚度材料的焊接，节约大量填充材料，降低能源消耗，焊接速度快、焊缝组织性能好，焊接变形小，焊缝纯度高、接头质量好，工艺适应性强，可焊材料多，再现性好，可简化加工工艺。
一、设计题目及要求2mm板厚304L真空电子束焊焊接工艺母材尺寸：300mmX100mmX2mm的304L试件二块。
二、母材性能介绍304L不锈钢是一种通用性的不锈钢材料，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。
304L是碳含量较低的304不锈钢的变种，较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响去中所析出的碳化物减少至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀。
1、母材化学成份见表1：表1304L化学成分w（%）2、母材的物理、力学性能见表2：表2304L物理、力学性能性屈服强度（MPa）抗拉强度物理、力学性能熔点延伸率硬度厶匕三205 三520 三40 HB<187HRB<90 1398~1420冃分HV<20类三、焊接设备的选择及特性选择高真空电子束焊。
1、高真空电子束焊机型号EZ-60/100如图1图1、EZ-60/100焊机选用电子束焊设备时，应综合考虑被焊材料、板厚、形状、产品批量等因素。
一般来说，焊接化学性能活泼的金属（如w、Ta、Mo、Nb、Ti）及其合金应选用高真空焊机；焊接易蒸发的金属及其合金应选用低真空焊机；厚大焊件应选用高压型焊机，中等厚度工件选用中压焊机；成批量生产时应选用专用焊机，品种多、批量小或单件生产选用通用型焊机。
焊接工艺的电子束焊接技术要点
焊接工艺的电子束焊接技术要点电子束焊接是一种常用的高能焊接方法，它利用电子束瞬间加热和熔化焊缝两侧的金属材料，实现焊接连接。
电子束焊接技术具有独特的优势，例如焊接速度快、熔化区热影响小、焊缝质量高等。
下面将介绍电子束焊接技术的要点。
一、电子束焊接工艺电子束焊接工艺主要包括焊接设备、焊接参数选择、焊接前的准备工作以及焊接后的处理等方面。
1. 焊接设备电子束焊接设备由电子枪、真空室及真空系统、电控系统和辅助设备组成。
其中，电子枪是电子束焊接的核心部件，它由电子发射器、聚焦装置和偏转装置等组成。
2. 焊接参数选择焊接参数的选择对焊接质量至关重要。
常见的焊接参数包括加速电压、聚焦电流、聚焦电压和扫描速度等。
这些参数的选择要根据具体焊接材料和工艺要求来确定，以实现最佳的焊接效果。
3. 焊接前的准备工作焊接前的准备工作包括清洁焊接表面、安装和对齐工件以及确定焊接位置等。
为了保证焊接质量，工件表面必须彻底清洁去除杂质。
此外，工件的安装和对齐对焊接结果也有重要影响，需要严格按照工艺要求进行操作。
4. 焊接后的处理焊接完成后，需要对焊接接头进行检查和处理。
可以采用非破坏性检测方法，例如X射线检测和超声波检测等，来评估焊接接头的质量。
同时，还可以对焊接接头进行后续处理，例如涂敷防腐剂、热处理和机械加工等，以提高焊缝的性能和外观。
二、电子束焊接技术的要点1. 选择合适的焊接参数电子束焊接的焊接参数选择十分重要。
加速电压和聚焦电流的组合将决定电子束的能量密度，从而影响着焊缝的形态和质量。
同时，聚焦电压和扫描速度的设置也会影响焊接接头的宽度和深度。
因此，在实际操作中，需要根据具体要求进行合理的参数选择。
2. 确保较好的真空环境在电子束焊接过程中，要保持较好的真空环境，以确保电子束的稳定和焊接质量的提高。
真空度的要求根据具体工艺和焊接材料而变化，但通常要求真空度在10^-4至10^-5 Pa之间。
3. 控制焊接速度和扫描模式焊接速度的选择需要综合考虑焊接材料的熔化温度、热导率以及焊缝的质量要求等因素。
特种焊接——电子束焊新技术和新工艺
5.电子束焊的应用范围电子束焊由于具有改善接头力学性能、减小缺陷、保证焊接稳定性、大大减少生产时间等优点，其所具有的优越性使得其在工业发达国家得到了迅速发展和广泛应用。
电子束焊产品已由原子能、火箭、航空航天等国防尖端部门扩大到机械工业等民用部门。
电子束焊接主要用于质量或生产率要求高的产品，焊接技术可应用于下列材料和场合：（1）除含锌高的材料（如黄铜）、低级铸铁和未脱氧处理的普通低碳钢外，绝大多数金属及合金都可以用电子束焊接。
（2）可以焊接熔点、热导率、溶解度相差很大的金属。
（3）可不开坡口焊接厚度不大的工件，焊接变形小；能焊接可达性差的焊缝。
（4）可用于焊接质量要求高、在真空中使用的器件，或用于焊件内部要求真空的密封器件；焊接精密仪器、仪表、电子工业中的微型器件。
（5）散焦电子束可用于焊前预热或焊后冷却，还可用于钎焊热源。
6.电子束焊的设备与装备电子束焊机通常由电子枪、高压电源、控制系统、真空工作室、真空系统、工作台及辅助装置等几大部分组成。
选用电子束焊设备时，应综合考虑被焊材料、板厚、形状、产品批量等因素。
一般来说，焊接化学性能活泼的金属（如W、Ta、Mo、Nb、Ti）及其合金应选用高真空焊机；焊接易蒸发的金属及其合金应选用低真空焊机；厚大焊件应选用高压型焊机，中等厚度工件选用中压焊机；成批量生产时应选用专用焊机，品种多、批量小或单件生产选用通用型焊机。
7.电子束焊的焊接工艺7.1焊前准备（1）结合面的加工与清理电子束焊接头金属紧密配合无坡口对接形式，一般不加填充金属，仅在焊接异种金属或合金，又确有必要时才使用填充金属。
要求。
宽焊缝比窄焊缝对结合面要求可放宽，搭接接头也不必过严。
结合面经机械加工，表面粗糙度一般为1.5～25m焊前必须对焊件表面进行严格清理，否则易产生焊缝缺陷，力学性能变坏，还影响抽气时间。
清理完毕后不能再用手或工具触及接头区，以免污染。
（2）接头装配电子束焊接头要紧密结合，不留间隙，尽量使结合面平行，以便窄小的电子束能均匀融化接头两边的母材。
电子束焊接新工艺介绍
电子束焊接新工艺介绍电子束焊接是一种高能束焊接工艺，利用高速电子束来熔化和连接金属材料。
它具有高效、高精度和无污染等优点，因此在航空航天、能源、电子和汽车制造等领域得到了广泛的应用。
本文将介绍电子束焊接的原理、应用以及其在新工艺中的创新。
1. 电子束焊接原理电子束焊接利用高速电子束的热能将焊件加热到熔点，并通过材料的自身表面张力形成液态金属池，从而实现焊接。
电子束产生器通过热发射电子枪发射高速电子束，通过电子光学系统将电子束聚焦到焊接点上。
在焊接过程中，焊件表面与电子束相互作用，将大部分电子能量转化为热能，使焊接点迅速升温并熔化。
2. 电子束焊接的应用电子束焊接广泛应用于如下领域：2.1 航空航天领域航空航天领域对焊接接头的质量和可靠性要求非常高。
电子束焊接由于其高能量聚焦和熔池稳定性的特点，成为航空航天部件的首选焊接工艺，能够确保接头的强度和密封性。
2.2 能源领域电子束焊接广泛应用于核电站中的管道和容器的焊接，能够保证焊缝的强度和耐高温性能。
同时，在太阳能光伏领域，电子束焊接可以高效地连接光伏电池片和电池组件，提高太阳能电池的转换效率。
2.3 电子领域电子束焊接可以用于连接微电子器件和半导体材料。
其高能量聚焦和熔池稳定性使得焊缝的尺寸控制精度高，适用于微尺寸器件的焊接，如微芯片、集成电路和MEMS。
2.4 汽车制造领域电子束焊接在汽车制造中常用于焊接车身结构和发动机部件。
电子束焊接可以实现高强度焊缝和减少变形，提高汽车的结构强度和安全性能。
3. 电子束焊接新工艺创新近年来，电子束焊接工艺在不断创新发展中引入了一些新的技术和方法。
以下是一些典型的创新应用：3.1 多束电子束焊接多束电子束焊接利用多个电子束同时对焊件进行加热，可以提高焊接速度和效率，同时减少焊接变形。
这种方法广泛应用于大批量零件的快速焊接，如汽车车身焊接和飞行器结构焊接。
3.2 电子束熔覆电子束熔覆是一种利用电子束加热将金属粉末加热到熔点，并喷射到基体表面形成涂层的工艺。
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电子束焊工艺
1
2
一、电子束焊的特点电子束焊是利用会聚的高速电子流轰击工3
件接缝处所产生的热能，使金属熔合的一种焊接方法。
电子轰击工件4
时，动能转变为热能。
电子束作为焊接热源有两个明显的特点：
5
（1）功率密度高电子束焊接时常用的加速电压范围为30～
6
150kV，电子束电流20～1000mA，电子束焦点直径约为0.1～7
1mm，这样，电子束功率密度可达106W/cm2以上。
（2）8
精确、快速的可控性作为物质基本粒子的电子具有极小的质量（9.1 9
×10-31kg）和一定的负电荷（1.6×10-19C），电子的荷质比高达10
1.76×1011C/kg,通过电场、磁场对电子束可作快速而精确的控制。
11
电子束的这一特点明显地优于激光束，后者只能用透境和反射镜控12
制，速度慢。
基于电子束的上述特点和焊接时的真空条件，电子13
束焊接具有下列主要优缺点。
优点：1）电子束穿透能力强，14
焊缝深宽比大。
目前，电子束焊缝的深宽比可达到60:1。
焊接厚板15
时可以不开坡口实现单道焊，比电弧焊可以节省辅助材料和能源的消16
耗。
2）焊接速度快，热影响区小，焊接变形小。
对精加工的工17
件可用作最后连接工序，焊后工件仍保持足够高的精度。
3）真18
空电子束焊接不仅可以防止熔化金属受到氧、氮等有害气体的污染，19
而且有利于焊缝金属的除气和净化，因而特别适于活泼金属的焊接。
20
也常用电子束焊接真空密封元件，焊后元件内部保持在真空状态。
21
4）电子束在真空中可以传到较远的位置上进行焊接，因而也可以焊
22
接难以接近部位的接缝。
5）通过控制电子束的偏移，可以实现23
复杂接缝的自动焊接。
可以通过电子束扫描熔池来消除缺陷，提高接24
头质量。
缺点：1）设备比较复杂、费用比较昂贵。
2）25
焊接前对接头加工、装配要求严格，以保证接头位置准确、间隙小而26
且均匀。
3）真空电子束焊接时，被焊工件尺寸和形状常常受到27
工作室的限制。
4）电子束易受杂散电磁场的干扰，影响焊接质28
量。
5）电子束焊接时产生的X射线需要严加防护以保证操作人29
员的健康和安全。
二、工作原理和分类（1）工作原理电30
子束是从电子枪中产生的。
通常电子是以热发射或场致发射的方式从31
发射体（阴极）逸出。
在25～300kV的加速电压的作用下，电子被32
加速到0.3～0.7倍的光速，具有一定的动能，经电子枪中静电透镜33
和电磁透镜的作用，电子会聚成功率密度很高的电子束。
34
这种电子束撞击到工作表面，电子的动能就转变为热能，使金属迅速35
熔化和蒸发。
在高压金属蒸气的作用下熔化的金属被排开，电子束就36
能继续撞击深处的固态金属，很快在被焊工件上“钻”出一个锁形小37
孔，小孔的周围被液态金属包围。
随着电子束与工件的相对移动，液38
态金属沿小孔周围流向熔池后部，逐渐冷却、凝固形成了焊缝。
电39
子束传送到焊接接头的热量和其熔化金属的效果与束流强度、加速电40
压、焊接速度、电子束斑点质量以及被焊材料的性能等因素有密切的41
关系。
（2）分类电子束焊的分类方法很多。
按被焊工件所42
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43
非真空电子束焊。
高真空电子束焊是在10-4～10-1Pa的压强
44
下进行的。
良好的真空条件，可以保证对熔池的“保护”防止金属元45
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46
焊接。
低真空电子束焊是在10-1～10Pa的压强下进行的。
压47
强为4Pa时束流密度及其相应的功率密度的最大值与高真空的最大48
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49
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50
率，适用于批量大的零件的焊接和在生产线上使用。
例如：变速器组51
合齿轮多采用低真空电子束焊接。
在非真空电子束焊机中，电子52
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53
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 54
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55
更加强烈。
即使将电子枪的工作距离限制在20～50mm，焊缝深宽56
比最大也只能达到5:1。
目前，非真空电子束焊接能够达到的最大熔57
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58
的工件,生产率较高。
近年来，移动式真空室或局部真空电子束焊接59
方法，既保留了真空电子束高功率密度的优点，又不需要真空室，因60
而在大型工件的焊接工程上有应用前景
61。