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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。
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。
电子束焊机加工是在真空条件下,利用电流加热阴极发射电子束,带负电荷的电子束高速飞向阳极,途中经加快极加快,并经过电磁透镜聚集,使能量密度十分会集,可以把一千瓦或更高的功率会集到直径为5~10μm的斑驳上,获得高达109W/cm2左右的功率密度。如此高的功率密度,可使任何材料被冲击部分的温度,在百万分之一秒时间内升高到摄氏几千度以上,热量还来不及向周围扩散,就已把局部材料瞬时熔化、气化直到蒸腾去除。随着孔不断变深,电子束焊机照耀点亦越深入。由于孔的内侧壁对电子束发生"壁聚集",所以加工点或许到达很深的深度,从而可打出很细很深的微孔。
真空分散焊焊接特色:
(1)接头强度高。特别适用于选用熔焊易产生裂纹的资料的焊接,由于不改动母材性质,因而接头化学成分、组织性能与母材相同或接近,接头强度高。
(2)可焊接资料品种多。真空扩散焊机可焊接多种同类金属及合金,同时还能焊接许多异种资料。如果选用加过渡合金层的真空分散焊,还能够焊接物理化学性能差异很大,高温下易构成脆性化合物的异种或同种资料。
(3)可用于需要大面积结合的零部件、叠层构件、中空型构件、多孔型或具有杂乱内部通道的构件、封闭性内部结合件以及其他焊接办法可达性差的零部件的制造。
(4)真空扩散焊机分散焊接为整体加热,构件变形小、尺度精度高
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。
电子束焊按被焊工件所在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:
高真空电子束焊在10-4~10-1Pa的压强下进行。真空条件,可以对熔池的“维护”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。
低真空电子束焊在10-1~10Pa的压强下进行,也具有束流密度和功率密度高的特征。由于只需抽到低真空,缩短了抽真空时间,提高了出产率,适用于批量大的零件的焊接和在出产线上运用。