因为电子束的能量非常高,拿0.8mm钢板来说,焊接速度可达200mm/s,如果要焊接200mm厚的锰钢,焊速也可达300mm/min,这是常规焊接方法可望而不可即的。正是由于焊速快,温度高,所以焊接熔区非常小,这就决定了输入能量比常规焊接小得多,因此热影响区就很小,这对材料本身性能影响就小,这对各类敏感器探头的封装是非常有利的。
电子束焊接的基本原理是电子枪中的阴极由于直接或间接加热而发射电子,该电子在高压静电场的加速下再通过电磁场的聚焦就可以形成能量密度的电子束,用此电子束去轰击工件,的动能转化为热能,使焊接处工件熔化,形成熔池,从而实现对工件的焊接。
与传统电子束焊相比,活性电子束焊的特点为:
①使用活性剂可明显减小熔池上部宽度,改变熔池形状。
②SiO2、TiO2、Cr2O3单组元活性剂对电子束焊接熔深增加有影响。
③由SiO2、TiO2、Cr2O3等组成的多组元不锈钢电子束焊活性剂,可使聚焦电子束焊接熔深增加两倍多。
④使用活性剂后,聚焦电流和束流对电子束焊熔深增加有影响。
在大气的环境下,高速运动的电子遇到大气中的空气分子,会发生强烈的反射,折射,散射等现象,这样电子束的能量会消耗殆尽,等到达要焊接的工件,几乎不能穿透厚一点的金属;即使所剩的能量很高,在大气状态下焊接,焊接的质量也很难,比如气孔等;基于安全角度进行考虑,因为电子束焊接过程中会有X射线产生,对人体的危害是比较大的,有真空室就可以通过真空室来消除这个影响。
电子束焊接的特点?
(1)大的深宽比,可达20:1,如果用脉冲的话,可达50:1;
(2)可焊接难熔金属,热敏感强的金属及异种金属;
(3)可控制,重复性好及稳定性好(当然这个和设备的性能紧密相关);
(4)由于是在真空中进行,因为可以提高焊缝质。
在我国的航空航天领域,也就是我们平常所说的,一个卫星,火箭,导弹(差不多和火箭是一个东东),飞机的发动机,飞机零部件等上面其实应用非常广泛。还有就是一些船舶的零部件,汽车的涡轮增压器,汽车变数箱的齿轮等等;再就是核能的一些大结构件的焊接,汽轮机的焊接,一些真空压力容器等的焊接。