通过聚焦透镜后,光束可以直接或通过偏转系统偏转后用于焊接。它由两对线圈组成,每个X和Y方向一个。这些可以用于“静态”或“动态”偏转。静态偏转对于通过焊接定位梁很有用。动态偏转是通过向偏转线圈提供可由计算机控制的电流来实现的。这为电子束应用开辟了新的可能性,例如表面硬化或退火,的电子束定位等。
快速偏转系统也可以用于成像和雕刻(如果配备了适当的电子设备)。在这种情况下,设备像扫描电子显微镜一样操作,分辨率约为0.1毫米(受光束直径限制)。在类似的模式下,由计算机控制的细光束可以通过熔化薄的表面层在金属表面“写”或“画”图片。
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。
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。
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。
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