電子束焊接(EBW)是一種融合焊接工藝,其中將高速電子束施加到兩種要連接的材料上。當電子的動能在撞擊時轉(zhuǎn)化為熱量時,工件熔化并一起流動。電子束焊接通常在真空條件下執(zhí)行,以防止電子束散逸。
真空工作室可以具有任何期望的體積,從幾升到幾百立方米。它們可以配備電子槍,以提供任何所需的功率高達100 kW的電子束,如果需要,甚至更高。在微電子束裝置中,尺寸可以到十分之一毫米的部件可以被焊接。在具有足夠高功率電子束的焊機中,可以實現(xiàn)300 mm深的焊接。還有一些焊接機,其中電子束從真空中帶到大氣中。使用這種設備,無需的工作室即可焊接非常大的物體。
電子束焊機加工是在真空條件下,利用電流加熱陰極發(fā)射電子束,帶負電荷的電子束高速飛向陽極,途中經(jīng)加快極加快,并經(jīng)過電磁透鏡聚集,使能量密度十分會集,可以把一千瓦或更高的功率會集到直徑為5~10μm的斑駁上,獲得高達109W/cm2左右的功率密度。如此高的功率密度,可使任何材料被沖擊部分的溫度,在百萬分之一秒時間內(nèi)升高到攝氏幾千度以上,熱量還來不及向周圍擴散,就已把局部材料瞬時熔化、氣化直到蒸騰去除。隨著孔不斷變深,電子束焊機照耀點亦越深入。由于孔的內(nèi)側(cè)壁對電子束發(fā)生"壁聚集",所以加工點或許到達很深的深度,從而可打出很細很深的微孔。
電子束焊機與核工業(yè)的展開息息相關。因為核輻射的防護,對核容器質(zhì)量提出了的要求,一些大厚度結(jié)構選用傳統(tǒng)焊接或激光焊接方法無法完結(jié)的接頭,核工業(yè)中選用的一些難熔高溫材料,選用傳統(tǒng)焊接或激光焊接方法很難完結(jié)聯(lián)接,而電子束焊機能夠很好地完結(jié)其聯(lián)接。往后幾十年中,我國的核能裝備將以幾何級數(shù)增加,電子束焊接作為一種的聯(lián)接技術,必將在其中發(fā)揮重要作用。
20 世紀 60 年代初,電子束焊機逐漸運用于飛機制造業(yè)和宇航工業(yè)中名貴金屬的焊接。跟著現(xiàn)代航空和宇航等技術的運用而敏捷展開起來,成功地處理了為現(xiàn)代產(chǎn)品而展開的各種新式材料的焊接問題。電子束焊接并且在汽車工業(yè)、船舶工業(yè)和機械制造業(yè)等領域運用也日益廣泛。
電子束焊機還有一些輔佐設備,比如電子槍,渙散泵以及渦輪分子泵等,作業(yè)時均會發(fā)熱,為堅持正常作業(yè),這些都需求用循環(huán)水進行冷卻。因此,真空電子束焊機還需求制作有冷卻水的系統(tǒng),包括水的凈化過濾及軟扮裝。 其他真空系統(tǒng)各級閥門一般要求用壓縮空氣,因此需求有供氣系統(tǒng)及凈化壓縮空氣的油水分離設備。