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電子束焊原理

2022-04-29 10:01:26

電子束焊接,也叫電子束焊,是指利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊接面,使被焊工件熔化實現焊接。真空電子束焊是目前應用*廣的電子束焊。


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電子束焊接因具有不用焊條、不易氧化、工藝重復性好及熱變形量小的優點而廣泛應用于航空航天、原子能、國防及軍工、汽車和電氣電工儀表等眾多行業。電子束焊接的基本原理是電子槍中的陰極由于直接或間接加熱而發射電子,該電子在高壓靜電場的加速下再通過電磁場的聚焦就可以形成能量密度極高的電子束,用此電子束去轟擊工件,巨大的動能轉化為熱能,使焊接處工件熔化,形成熔池,從而實現對工件的焊接。


電子束焊原理:


  電子束在30~150kV的加速電壓作用下,被加速到光速的1/2~2/3倍,高速電子流轟擊工件表面,使其表層溫度達到104℃以上、功率密度達到107W/cm2。因此,能量密度高度集中和局部高溫是電子束焊接的*大特點。但在常規加速電壓的作用下,電子束穿透工件的深度僅為幾十分之一毫米,這與電子束焊縫的熔深(*大可達300mm)相比是微不足道的。


  當束功率密度低于105W/cm2時,電子束的能量在工件表面將轉換為熱能,由于工件表面的散熱條件較好,通過熱傳導的方式,熔池有向工件深層發展的趨勢,此時焊縫熔深較淺,稱為熔化成形。


  當束功率密度增大到超過105W/cm2時,焊縫表面金屬迅速熔化且劇烈蒸發,在蒸發反作用力的排斥下,熔池下凹,排開液態金屬而露出新的固態金屬表面,使電子束可以穿透到相當的深度,形成一個細長的束孔。


  隨著電子束的移動,束孔前沿的金屬不斷熔化并被排斥到熔池后方,冷凝后形成焊縫,這種焊縫稱為深穿入成形。電子束焊接中主要采用這種成形方法以發揮其深寬比較大的優點。


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