第九章-电子束焊ppt课件.ppt

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1、焊工（技师、高级技师）第九章电子束焊了解电子束焊的特点，能够针对特殊材料和结构选择电子束焊焊接方法。二、电子束焊的特点1.电子束焊的优点(1)功率密度高　电子束焊常用的加速电压为30~150kV，电子束电流为20~1000mA，聚焦后的电子束焦点直径约为0.1~1mm，所以，电子束的功率密度可达104~109W/cm2。(2)快速、精确地控制　通过电场、磁场可对电子束作快速、精确的控制，而激光只能通过透镜和反射镜控制，速度较电子束慢。(3)穿透能力强　电子束斑点尺寸极小，功率密度大，穿透能力强，焊缝深宽比(深度与宽度比)达50∶1，可一次焊透的不锈钢。一、电子束

2、焊的原理第一节　电子束焊概述(4)焊接速度快　电子束焊能量集中，熔化速度快，一般焊接速度在1000mm/min以上。(5)焊件变形小　电子束焊时，功率密度大，焊缝自上到下宽度均匀，称为“平行焊缝”。(6)焊缝性能好　电子束焊时，高温作用时间短，合金元素烧损少，能避免焊接接头晶粒长大，使焊接接头力学性能好，焊缝抗腐蚀性能高。(7)焊接金属质量高　在真空环境中焊接，不仅可以防止熔化金属受到氢、氧、氮等有害气体的污染，而且还有利于焊缝金属的除气和净化。第一节　电子束焊概述(8)电子束容易受控　焊接参数易于精确调节，通过控制电子束的偏移，可以实现对复杂焊缝的自动焊接，在

3、焊接过程中可以通过电子束扫描熔池来消除缺陷，从而提高焊接接头质量。(9)可焊接材料多　不仅能焊接金属和异种金属材料的接头，还能焊接非金属材料，如陶瓷、石英玻璃等。(10)自动化程度高　电子束焊焊接参数容易实现机械化、自动化控制，在焊接过程中，重复性、再现性好，确保产品质量的稳定性。2.电子束焊接的缺点1)设备比较复杂，价格昂贵。第一节　电子束焊概述2)电子束焊接时，焊件的尺寸常受到真空室尺寸的限制。3)焊前对焊件的加工、装配要求比较严格，准备工作比较仔细。4)电子束容易受杂散的电磁场的干扰，影响焊接质量。5)电子束焊接过程中，将产生X射线，需要严加防护，以保

4、证操作人员的健康和安全。第一节　电子束焊概述三、电子束焊的分类1.按电子束加速电压高低分类1)高压电子束焊(120kV以上)，工业上常用的高压真空电子束焊机的加速电压为150kV，功率一般都小于40kW。2)中压电子束焊接(60~100kV)，常用的中压真空电子束焊机的加速电压为60kV，功率一般都小于75kW。3)低压电子束焊(40kV以下)。2.按被焊材料所处环境的真空度分类(1)高真空电子束焊　焊接是在10-4~10-1Pa的压强下进行的，良好的真空条件，可以很好地保护焊缝熔池，防止金属元素的氧化和烧损。第一节　电子束焊概述(2)低真空电子束焊　焊接是在10

5、-1~10Pa的压强下进行的，虽然真空度不高，但是，在10-1~10Pa的压强下，束流密度及其相应的功率密度的最大值，与高真空的最大值相差很小。(3)非真空电子束焊　成本低、效率高，在汽车生产线上可连续进行焊接。第一节　电子束焊概述一、电子枪图9-1　三极电子枪(1)直接加热式阴极　加热电流的类型和大小是影响阴第二节　电子束焊的焊接设备极寿命、电子束稳定的主要因素。(2)间接加热式阴极　在加热灯丝和阴极之间应加几千伏的电压，使阴极受到热电子的撞击而升温，这种电极的热惯性大、寿命长、形状稳定。第二节　电子束焊的焊接设备二、供电电源(1)高压电源　直流高压电源是用来建

6、立阴极-阳级之间的高压电场，对于保证电子束斑点的质量、参数的稳定、聚焦和偏转等起到很重要的作用。(2)阴极加热电源　直热式阴极加热电源应采用具有良好滤波的直流电源，要求不高的专用电子束焊机也可以采用交流电供电。(3)偏压电源　为了使电子束流在允许的范围内稳定，偏压电源及其控制系统应具有良好的调节特性(一般能在100~2000V之间调节)。三、真空系统第二节　电子束焊的焊接设备四、真空室五、运动系统六、电气控制系统七、辅助系统1.焊缝观察和跟踪2.电子束斑的品质测量第二节　电子束焊的焊接设备一、加速电压Ua二、电子束流Ia1)改变束流，在焊接不同厚度的材料时，可以

7、得到不同的熔深。2)在厚大件焊接时，由于焊接速度较低，随着焊件温度的增加，焊接电流要逐渐的减小。3)环缝焊接时，在环缝的起始和收尾处，为了获得良好的搭接质量，要控制束流的递增和递减。三、聚焦电流If四、焊接速度vb五、工作距离H第三节　电子束焊的焊接参数一、碳素钢的电子束焊二、难熔金属的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊1)焊前用化学方法，仔细清洗待焊处及对接边缘的油、污、锈、垢及氧化膜。2)采用小功率电子束机焊接前，要对焊件进行仔细的清洗、预热和焊后热处理。3)从结构设计角度考虑，尽量避免焊缝金属承受弯曲负载；从焊件焊前在夹具上进行装配时，