電子束(shu)是20世紀30年代發展(zhan)起來(lai)的(de)一種高密(mi)度的(de)能(neng)(neng)源。它是利用加速和聚焦的(de)電子束(shu)轟擊(ji)置于真空(kong)或非(fei)真空(kong)中(zhong)的(de)焊件(jian),將電子的(de)動能(neng)(neng)轉變為熱能(neng)(neng),熔化金(jin)屬形(xing)成焊縫。
電(dian)子(zi)束焊接可按被焊件所處環(huan)境氣(qi)氛(fen)的壓強(qiang)分高真空(kong)、低真空(kong)和非(fei)真空(kong)三類。
1. 電(dian)子束焊(han)的特點
電(dian)子束焊(han)接與常用焊(han)接方法(fa)相(xiang)比,有(you)下列特(te)點。
①. 焊接(jie)速(su)度高
由于能量特(te)別集(ji)中,熔(rong)化(hua)和凝固(gu)過程均(jun)大大加(jia)快,大功(gong)率電子束焊(han)機(ji)的焊(han)接速(su)度(du)可達400mm/min,為氬弧焊(han)的40倍。
②. 功率密(mi)度高、穿透能力強
焊(han)(han)縫深(shen)寬比大,可(ke)達50:1,即一次(ci)焊(han)(han)透(tou)(不開坡口)深(shen)度50mm時,焊(han)(han)縫寬度只有1mm,顯然這要求定(ding)位精確(que)。電(dian)子束焊(han)(han)一次(ci)焊(han)(han)透(tou)最厚鋼板可(ke)達300mm,而(er)最薄可(ke)焊(han)(han)0.03mm.對于大厚度鋼板能(neng)實現單面焊(han)(han)雙面成形(xing),可(ke)以(yi)節(jie)省大量填充材料、能(neng)源和工時。
③. 能量集中
由于能量(liang)集中,焊(han)(han)接線(xian)能量(liang)小(xiao),因此,熱(re)影響區小(xiao),焊(han)(han)接變形相對減小(xiao)。
④. 污染少
由(you)于真(zhen)空對焊縫有保護作用,不(bu)僅可以防(fang)止(zhi)熔化(hua)金(jin)屬受到空氣(qi)的污(wu)染(ran),而(er)且(qie)有利于焊縫金(jin)屬的凈化(hua),特別(bie)適宜活潑(po)金(jin)屬的焊接。電子束焊接不(bu)需要(yao)焊接材(cai)料,不(bu)會帶人其(qi)他(ta)不(bu)純的物(wu)質(zhi)。
⑤. 再現性(xing)好
電(dian)子束(shu)焊因操作機械化、自動化程(cheng)度很高,能(neng)很好地再現焊接過(guo)程(cheng),提高了產品質量的穩定性。
2. 焊接技術
電子束焊(han)(han)(han)對(dui)焊(han)(han)(han)件(jian)的表面(mian)清潔(jie)度要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)很高。由于電子束橫截面(mian)小,對(dui)焊(han)(han)(han)件(jian)裝配要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)嚴格,焊(han)(han)(han)縫(feng)間隙(xi)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)小而均(jun)勻(yun)。圓形焊(han)(han)(han)件(jian)對(dui)接(jie)的圓度要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)很高。一旦焊(han)(han)(han)接(jie)位置不準確,往(wang)往(wang)會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)焊(han)(han)(han)偏(pian)、焊(han)(han)(han)漏和(he)未焊(han)(han)(han)透,直接(jie)影響焊(han)(han)(han)接(jie)質量。在(zai)真空(kong)(kong)電子束焊(han)(han)(han)接(jie)時,被焊(han)(han)(han)工件(jian)尺寸和(he)形狀往(wang)往(wang)受到工作室限制(zhi)。焊(han)(han)(han)接(jie)時會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)X射線(xian),須嚴加防護,以保(bao)證操作人員健康和(he)安全(quan)。不論焊(han)(han)(han)接(jie)環境壓(ya)強高低,電子束均(jun)是在(zai)高真空(kong)(kong)條件(jian)下獲(huo)得的。
電子束焊接(jie)接(jie)頭形(xing)(xing)式有對(dui)接(jie)、角接(jie)、T形(xing)(xing)接(jie)頭、搭(da)接(jie)、棒接(jie)、管對(dui)接(jie)、端接(jie)和特殊接(jie)頭等形(xing)(xing)式,其(qi)中對(dui)接(jie)接(jie)頭形(xing)(xing)式應用最廣。
影響(xiang)電(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)工藝因素很(hen)多,有(you)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)設計、焊(han)前清理、焊(han)件的(de)(de)(de)加工精度、焊(han)件裝(zhuang)配的(de)(de)(de)準確(que)性,以及工作電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)子(zi)束(shu)電(dian)(dian)流(liu)、電(dian)(dian)子(zi)束(shu)功(gong)率、焊(han)接(jie)速度、電(dian)(dian)子(zi)束(shu)偏離(li)距離(li)、焦點直徑等,若其中有(you)一(yi)個(ge)或(huo)兩個(ge)參數所選并非最(zui)佳值,往(wang)往(wang)會使接(jie)頭(tou)質(zhi)量(liang)(liang)達不(bu)到滿意的(de)(de)(de)結(jie)果。因而要嚴(yan)格選擇焊(han)接(jie)條件,并穩定保持(chi)。
奧氏體不銹鋼(gang)采用電子束焊接時,由于焊接速度快,熔池的冷卻速度也快,可以防止碳化物析出,從而能提高焊接接頭耐腐蝕能力。不銹鋼電子束焊接參數如表3-31所示。