1. 真空电子束焊接技术
钛合金的氧化性强,不能用普通的电焊,要用氩弧焊,埋弧焊,真空电子束焊等。铝合金焊接可用铝氩弧焊机或气焊,用铝合金焊条(ER4043)铝硅焊丝焊接。
2. 电子束焊接材料
不包括A.可焊性材料较少。
电子束焊的优点:
1)电子束穿透能力强,焊缝深宽比大。
2)焊接速度快,热影响区小,焊接变形小。对精加工的工件可用作最后连接工序,焊后工件仍保持足够高的精度。
3)真空电子束焊接不仅可以防止熔化金属受到氧、氮等有害气体的污染,而且有利于焊缝金属的除气和净化,因而特别适于活泼金属的焊接。
4)电子束在真空中可以对较远的位置进行焊接,因而也可以焊 接难以接近部位的接缝。
5)通过控制电子束的偏移,可以实现复杂焊缝的自动焊接。也 可以通过电子束扫描熔池来消除缺陷,提高接头质量。
3. 真空电子束焊接加工
电子束焊接的工艺真空度应该在10的-2次方到10的-4次方之间,最好是10的-3次方以下。
4. 低真空电子束焊的应用场合
电子束焊接的工作原理是:在真空条件下。从电子枪中发射的电子束在高电压(通常为20~300kV)加速下,通过电磁透镜聚焦成高能量密度的电子束。
当电子束轰击工件时,电子的动能转化为热能,焊区的局部温度可以骤升到6000℃以上。使工件材料局部熔化实现焊接。 电子束焊接特点为: ①加热功率密度大。
电子束功率为束流及其加速电压的乘积,电子束功率可从几十kW到一百kW以上。
电子束束斑(或称焦点)的功率可达106~108W/cm2,比电弧功率密度约高100~1000倍。
由于电子束功率密度大、加热集中、热效率高、形成相同焊缝接头需要的热输入量小,所以适宜于难熔金属及热敏感性强的金属材料的焊接。
而且焊后变形小,可对精加工后的零件进行焊接。
②焊缝熔深熔宽比(即深宽比)大。
普通电弧焊的熔深熔宽比很难超过2。而电子束焊接的比值可高达20以上,所以电子束焊可以利用大功率电子束对大厚度钢板进行不开坡口的单面焊。从而大大提高了厚板焊接的技术经济指标。
目前电子束单面焊接的最大钢板厚度超过了100 mm,而对铝合金的电子束焊,最大厚度已超过300mm。
③熔池周围气氛纯度高。
因电子束焊接是在真空度为10-2~ 10-4Pa的真空环境中进行的。
残余气体中所存在的氧和氮量要比纯度为99.99%的氩气还要少几百倍左右,因此电子束焊不存在焊缝金属的氧化污染问题。
所以特别适宜焊接化学活泼性强、纯度高和在熔化温度下极易被大气污染(发生氧化)的金属。
如铝、钛、锆、钼、高强度钢、高合金钢以及不锈钢等。
这种焊接方法还适用于高熔点金属,可进行钨—钨焊接。
由于电子束焊是在真空内用聚焦高能电子束(>10kV)把接头加热到熔化温度的焊接,加热区域非常集中,因此只能焊接真空室内放得下的小零件。
5. 非真空电子束焊的技术特点
采用PLC控制,人机界面采用工业专用触摸屏操作,可实现从建立真空到焊接完成的全自动操作;
电子束参数稳定性高;电子枪重复定位精度高,抗冲击可保证连续焊接生产中焊缝质量有很高的重复精度。
设备高度智能化,用户可根据加工工件工艺加工单将焊缝尺寸及焊接速度等输入计算机;设备将自动调整相关参数与工艺加工单数值一致;
可具有两次焊接的功能实现;
主轴及电子枪使用的动密封可快速方便的更换;
具有完备安全保护系统;
提供专用灯丝装卡工具,保证更换灯丝时灯丝位置的重复精度。