電子束焊接技術論文
電子束焊接技術論文
電子束焊接是指運用能效高密度大的集成電子束作為能量的載體實現(xiàn)對構建之間的焊接加工的一種全新的焊接加工技術。學習啦小編整理了電子束焊接技術論文，有興趣的親可以來閱讀一下!
電子束焊接技術論文篇一
電子束焊接技術的應用
摘 要： 電子束焊接有自己的優(yōu)勢，在各行各業(yè)當中應用十分廣泛，焊接技術要想獲得高質量的焊縫，需要注意很多問題。介紹電子焊接技術的特點，總結它在電子、汽車以及航天等領域當中的應用現(xiàn)狀;并且通過分析，探討影響電子束焊接質量的因素和展望電子束焊接的未來發(fā)展。
關鍵詞： 電子束;焊接技術;應用
中圖分類號：TG439.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597(2012)0310123-01
電子束焊接是把高能密度電子束作為能量的載體來實現(xiàn)材料和構件焊接的工藝方法，在經(jīng)過了五十多年的發(fā)展之后，電子束焊接技術不僅僅應用在高新的技術領域，已經(jīng)成為了工業(yè)領域當中的一項重要的加工工藝。電子束焊接與激光焊接相比，各有各的優(yōu)勢，電子束焊接的特點有：加熱面積小、焊接的速度很快、輸入的能力密度很高、電子束的穿透深、控制起來很方便，而且真空焊接沒有受到污染。電子束焊接適合用于高效、精密、穿透深度大或者是特殊的焊接。電子束焊接是一種很好的熱加工手段，而且是比較成熟的技術，發(fā)展趨勢也很好，電子束焊接技術的應用領域和質量控制等內容都在迅速發(fā)展當中。從上個世紀六十年代開始我們就開始使用電子焊接技術，所涉及到的材料包括有色金屬、不銹鋼、陶瓷、合金以及高熔點金屬等等，所涉及到的工件結構很多，主要是精密的中小型的零件。
1 電子束焊接的特征和分類
1.1 電子束焊接的特征
電子束焊接所使用的是高能量密度的電子束，而且所有的電子束集中作用，這使得電子束焊接的形成機理與其它的焊接有很大的不同。電子束的焊接的程序是：經(jīng)過高壓加速裝置，形成高功率的電子束流，之后使用磁透鏡得到很小的焦點，之后經(jīng)過焊接，電子的動能變?yōu)闊崮?，實現(xiàn)焊接的目的。電子焊接的特點是：加熱功率密度大，焊接速度快;可以得到合適的焊接;真空焊接的焊縫有很高的純潔度;焊接工藝具有很強的適應性;可以焊接很多金屬材料;熱影響區(qū)域很小，變形小。當然，電子束焊接技術也有不足之處，焊接復雜，所需要的費用會比較高;對接頭裝配的要求比較嚴格;真空焊接的時候受到工作室的限制，每次都需要重新抽真空;冷卻會快速凝固，很容易引起焊接的缺陷;容易受到磁場的干擾。
1.2 電子束焊接的分類
根據(jù)真空度的差異，可以分為非真空電子束焊接、低真空電子束焊接和高真空電子束焊接。非真空電子束焊接是在大氣壓力的環(huán)境下焊接，在焊接的過程當中，束流會進入大氣之前先經(jīng)過充滿氦的空間之后，然后會與氦氣一起進入到大氣當中。低真空電子束焊接比高真空電子束的電束寬、成本低，而且效率高，能夠大大減弱焊接過程當中的金屬蒸發(fā)。高真空電子束焊接的電子散射小，穿透力度大，適合用于質量要求高的焊接當中，而且應用很廣泛。根據(jù)電子槍加速電壓可以分為低壓電子束焊接、中壓電子束焊接和高壓電子束焊接。根據(jù)電子束對材料的加熱機制可以分為熱傳導焊接和深熔焊接。
2 電子束的應用
在發(fā)電設備當中的應用。電子束焊接技術取代了傳統(tǒng)的焊接技術，比如，真空電子束焊接技術取代了埋弧焊接工藝，縮短了焊接的時間。在汽車工業(yè)方面的應用。在汽車工業(yè)當中使用電子束焊接技術省去了破口的制作準備，在真空條件下焊接可以清除了裂紋和產(chǎn)生氣孔的缺陷，獲取更多的經(jīng)濟效益。在核工業(yè)方面的應用。電子束焊接最早就是應用在核工業(yè)當中，也獲得了發(fā)展，比如，在離子推進系統(tǒng)當中，可以應用到多種金屬的焊接當中，焊接不僅僅沒有裂紋以及泄漏，而且變形也變得很小。
在電子元器件的應用。真空電子束焊接可以取代傳統(tǒng)的焊接技術。一些電子線路以及元器件需要在焊接之后保持在真空裝置當中，焊縫不能夠有雜質。在機械奇跡當中的應用。把電子束使用到硬度很高的金屬的切斷當中，可以把高速鋼型材料焊接在柔韌的載體帶上面去。在航天方面的應用。電子束焊接技術使用到了壓縮機箱體以及飛機染料的驅動系統(tǒng)等方面。電子束焊接還應用到了航天飛機發(fā)動機的裝配焊接當中。
3 保證電子束焊接質量的影響因素
在焊接實踐中，會碰到形形色色的工件，焊縫結構也各不相同，但總體上可分為：對焊縫、端焊縫、角焊縫(包括穿透焊縫)，或區(qū)分為直線焊縫、環(huán)線焊縫、曲線焊縫、點焊縫，還有等截面焊縫和變截面焊縫等。為了達到最佳焊接效果，焊縫結構和配合間隙的設計至關重要，既要考慮工件(部件)在整機中的作用，又必須滿足被焊材料可焊性和具體焊接工藝的要求。所以在實施焊接之前，應該與工程設計人員共同討論焊接件的焊縫結構，或通過工藝試驗確定合理的結構與間隙尺寸。
對于某些材料或結構件的焊接，為了防止裂紋的產(chǎn)生，對被焊接的工件需要進行預熱或焊后退火處理。電子束預熱和退火。利用較小功率并且散焦的電子束轟擊工件，使工件具有一定的溫度，以達到預熱或退火的目的。具體工藝(溫差)視不同的材料和工件結構而定，因為它亦涉及到材料組織的相變問題。輔助預熱和退火。利用電阻爐來對工件進行預熱和退火。我們在進行陶瓷與金屬的焊接工藝試驗時，化了比較大的精力于電阻爐的試制及預熱退火工藝的操作。最終達到了良好效果，取得了陶瓷與金屬焊接的成功。
我們通過長期的試驗和應用研究，找到了一些通用規(guī)律和特殊的經(jīng)驗，雖然不可能包羅全部，但對于從事電子束焊接工作者，可能會有一些幫助。
參考文獻：
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作者簡介：
張川(1990-)，河北省邯鄲人，浙江傳媒學院學生，研究方向：電子科學與技術。
電子束焊接技術論文篇二
淺析電子束焊接技術在工業(yè)中的應用
【摘要】電子束焊接是指運用能效高密度大的集成電子束作為能量的載體實現(xiàn)對構建之間的焊接加工的一種全新的焊接加工技術。這樣焊接技術擁有著奇特焊接技術難以往及性能和優(yōu)勢;焊接使用能量高、加熱面積使用率高、極強的穿透力、焊接用時少、痕跡小、焊入深度深、對工件影響小、還有就是在對焊接部位的受熱影響上不具有明顯效應，在對焊接時的各項參數(shù)的控制相當精確，并且減少了工藝上的重復和整體焊接的穩(wěn)定性能，在進行焊接工作時不需要進行燃料的添加，并且由于在焊接過程中采用真空手段，所以在焊接時免受了污染。由于電子束焊接具有了上述的優(yōu)點使得他在電子、汽車、航天等高精尖工業(yè)領域工業(yè)被廣泛的應用。
【關鍵詞】電子焊接;電子束;工業(yè)
一、電子束焊接的特點
因為是由于電子束是由于高密度電子的聚集而產(chǎn)生的，所以在電子束用于焊接時會使得焊接產(chǎn)生的融化小孔有所變化，根據(jù)融化小孔的變化可以推斷出電子束焊接時的真空度的大小。由此可以將電子束焊接分為三個種類高真空焊接、低真空焊接和非真空焊接。電子束焊接中電子束的形成是經(jīng)過高壓加速器進行高壓加速，在通過內部的磁透鏡進行匯聚進行成束，在競奪關口被發(fā)射出來，在電子束在碰到真空或非真空焊接構建時具有相當大的動力，在接觸瞬間動能轉化為熱能，形成極高溫度進而將金屬消融，達到焊接的作用。其中關于電子束的特點主要具有以下幾個方面：
1、電子束焊接技術能偶產(chǎn)生相當之高的溫度，能夠融化任何材料，并且焊接速度快。鏈接時主要依靠的時材料之間的自我融合。
2、電子束由于是在真空環(huán)境中進行焊接，早根本上防止了其他氧化雜雜質的參與，提高了焊接部件的純度。
3、由于電子束中電子含有的能量極高，所致溫度夠高，所以加工的構建焊縫深且窄，并且對于構建的形狀影響較小。
4、由于電子束的束寬小，所以在進行換位焊接時較為方便，并且因為如此他在焊接精細部件上擁有極大的優(yōu)勢。又由于他溫度極高，所以又可焊接熔點高的材料。尤其在航天領域應用極為平常。
5、能量高、束寬小。焊接成效快，對于手邊幾乎無影響。
二、電子束焊接在電子和儀表工業(yè)中的應用
電紙書焊接被應用最為廣泛的兩個行業(yè)就是電子加工行業(yè)和一起工業(yè)，因為這些紅葉在焊接器材才要求的焊接純度較高，只要在高真空度的電子書焊接技術才能夠達到相關標準，所以在這些工業(yè)中電子束焊接技術占有著重要的地位。
1、電子元器件焊接
(1)精密電子元器的焊接
由于電子元件太過精密導致在焊接過程中要時刻注意是否對周圍造成影響，這種情形形下采用電子束焊接技術的話就能很好的比秒對于周圍精密部位的影響，而且焊接溫度也能夠達到電子元件的要求。他能夠極大的提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。
(2)特殊工件的焊接
在電子工業(yè)中一些部件的整體焊接難度過大，一般對于這種情況就采取分開焊接的手段，在組合成型。
2、儀表元件的焊接
(1)傳感器的封裝焊接
在對一些微小部件機型加工時候，需要的焊接技術相當苛刻，同時還要保證焊接環(huán)境的密封性能好和對于焊接部件形狀損害較輕的。特殊者還會對局部的問題有特殊的要求。
(2)封裝焊接
對于在焊接過程中有真空度要求的焊接工藝電子束焊接技術擁有著先天上的優(yōu)勢。即一些儀表期間的封裝焊接。還有一些超導材料的焊接由于材料的特性，不允許雜質的混入，這個時候真空焊接技術正好使用。
三、電子束焊接在工業(yè)中的應用
1、飛機和航天飛行器
電子束已被用來將鈦鍛件焊接成新型直升機的轉翼，現(xiàn)代戰(zhàn)斗機的機翼箱等。發(fā)動機上一些其他部件如透平罩、壓縮機箱體以及飛機的燃料驅動系統(tǒng)和著陸起落架等也都采用了電子束焊接。
由于電子束焊接的變形和熱影響區(qū)小，已被用于航天飛機發(fā)動機的裝配焊接，如主燃燒室、熱氣歧管、高(低)壓燃料渦輪泵、高(低)壓氧化劑渦輪泵、燃料預燃燒室、氧化劑預燃燒器等間的焊接。
2、發(fā)電設備
電子束焊接以其獨有的優(yōu)點正在發(fā)電設備的制造方面取代傳統(tǒng)的焊接方法。如美國、日本等國家都已使用真空電子束焊接取代埋弧焊工藝焊接汽輪機定子和汽輪機導向葉片。使用埋弧焊需要幾天才能完成的焊接，使用電子束焊接后僅需幾個小時就能完成。
3、汽車工業(yè)
使用電子束焊接方法焊接汽車后橋，省去了坡口的制作的準備。由于在真空條件下施焊，電子束焊接大大地清除了產(chǎn)生氣孔、裂紋、夾渣等這些缺陷的可能，強度得到了保證，獲得了極佳的經(jīng)濟效益。此外，真空電子束焊接還用來焊接汽車驅動輪、扭矩變換器、行星齒輪支座、飛輪、滑叉等，都取得了前所未有的效果。
4、電子元器件
隨著現(xiàn)代工業(yè)對電子線路和元器件的要求越來越高，電子束焊在電子行業(yè)發(fā)揮著越來越重要的作用。真空電子束用來焊接密封晶體管已取代釬代焊焊接晶體管連接接頭。有些電子線路和元器件要求其焊縫在焊完后繼續(xù)保持在真空密封裝置內，焊縫不得有腐蝕性雜質，電子束焊接正是滿足這種要求的最有效方法。
5、機械基礎件
電子束也用來焊接有特殊要求的機械基礎件，如軸、軸承、齒輪、金屬帶鋸、雙金屬帶等。對于硬度極高的金屬的切斷，使用電子束，可將高速鋼型材焊在柔韌的載體帶上。適當選擇高速鋼型材寬度，使得銑鋸齒時，齒間，即斷裂危險區(qū)位于柔韌性載體帶上，這樣，就能使高速鋼齒尖達到最佳硬度，帶鋸能在最佳經(jīng)濟效益下實現(xiàn)最大負荷。
6、核工業(yè)產(chǎn)品
電子束焊接最早應用于核工業(yè)產(chǎn)品部件，近些年來，在這一領域得到更充分的發(fā)展。如：一種核工業(yè)多種用途的真空電子束焊機，在離子推進系統(tǒng)中，它應用于難熔、耐蝕金屬的焊接和不同金屬之間的連接，焊縫無裂紋和泄漏，變形也相當小。
四、總結
隨著工業(yè)發(fā)展的不斷進步，各種高精尖設備的生產(chǎn)將極大的服務人類社會，但是在這背后趨勢對于這些高精尖技術的加工工藝擁有了更加苛刻的要求。電子束焊接技術能夠滿足現(xiàn)階段所有的高精尖技術的焊接要求，這使得他在各個工業(yè)領域中得到了極為廣泛的應用。并且在其他正在研究的行業(yè)中也發(fā)揮出他獨特的作用，如原子、航天、核工業(yè)等等。這使得各個國家都在電子束焊接技術的開發(fā)研究上投入了大量的人力物力。我國在電子束焊接技術的研究方面也已經(jīng)在不斷的在加大力度，爭取在世界范圍內保持著領先的地位。但是由于電子束焊接技術涉及到了與金屬塊之間的物理化學作用，導致在現(xiàn)階段的研究上面沒有取得較大的突破，但是這又不斷的研究分析現(xiàn)階段手中的資料以及透徹分析局限性，我想在不久的將來我國關于電子束焊接技術的研究一定能夠取得里程碑式的突破。
參考文獻
[1]張益坤，成志富.電子束焊接技術在航天產(chǎn)品中的應用.航空制造技術，2008.
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