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电子束焊原理

2022-04-29 10:01:26

电子束焊接,也叫电子束焊,是指利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊接面,使被焊工件熔化实现焊接。真空电子束焊是目前应用*广的电子束焊。


电子束垂直熔炼炉双枪700kw


电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、国防及军工、汽车和电气电工仪表等众多行业。电子束焊接的基本原理是电子枪中的阴极由于直接或间接加热而发射电子,该电子在高压静电场的加速下再通过电磁场的聚焦就可以形成能量密度极高的电子束,用此电子束去轰击工件,巨大的动能转化为热能,使焊接处工件熔化,形成熔池,从而实现对工件的焊接。


电子束焊原理:


  电子束在30~150kV的加速电压作用下,被加速到光速的1/2~2/3倍,高速电子流轰击工件表面,使其表层温度达到104℃以上、功率密度达到107W/cm2。因此,能量密度高度集中和局部高温是电子束焊接的*大特点。但在常规加速电压的作用下,电子束穿透工件的深度仅为几十分之一毫米,这与电子束焊缝的熔深(*大可达300mm)相比是微不足道的。


  当束功率密度低于105W/cm2时,电子束的能量在工件表面将转换为热能,由于工件表面的散热条件较好,通过热传导的方式,熔池有向工件深层发展的趋势,此时焊缝熔深较浅,称为熔化成形。


  当束功率密度增大到超过105W/cm2时,焊缝表面金属迅速熔化且剧烈蒸发,在蒸发反作用力的排斥下,熔池下凹,排开液态金属而露出新的固态金属表面,使电子束可以穿透到相当的深度,形成一个细长的束孔。


  随着电子束的移动,束孔前沿的金属不断熔化并被排斥到熔池后方,冷凝后形成焊缝,这种焊缝称为深穿入成形。电子束焊接中主要采用这种成形方法以发挥其深宽比较大的优点。


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