最新焊接技术指南教学讲义ppt.ppt

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1、焊接技术指南1.2电子束焊的特点作为电子束焊的热源，电子束具有如下特点：（1）功率密度高电子束属于高能束流，电子束焊接时常用的加速电压范围为30~150kV，电子束电流为20~l000mA，电子束焦点直径约为0．1~1mm，其功率密度可达106W／cm2以上。（2）精确、快速的可控性电子作为物质基本粒子，具有极小的质量（9.1×10-31kg）和一定的负电荷（1．6×10-19C），电子的荷质比高达l．76×1011C／kg，通过电场、磁场对电子束可作快速而精确的控制。这是电子束的一个优势，与同为高能束流的激光相比，后者只能用透镜和反射镜控制，速度慢。1.焊件的结构形状和尺

2、寸焊件的厚度与电子束的加速电压和功率有关，一般单道焊接碳钢厚度可以超过100mm，或厚度超过400mm的铝板，而不需开坡口和填充金属；焊薄件的厚度可小于2.5mm，甚至薄到0.025mm；也可焊厚薄相差悬殊的焊件。真空电子束焊焊件的形状和尺寸不能超过焊接室容积允许的范围内。非真空电子束焊不受此限制，可以焊接大型焊接结构，但必须保证电子枪底面出口到焊件上表面的距离，一般在12~50mm之间；单面焊可焊厚度一般很少超过10mm，如果厚度达到25mm以上，需要降低焊接速度，从而增加制造成本。1.3电子束焊的适用范围1.加速电压在电子束焊接中，加速电压的增加可使熔深加大，但加速电压

3、的参数根据电子枪的类型通常选取某一数值不变。在保持其他参数不变的条件下，焊缝横断面深宽比与加速电压成正比。2.电子束流束流与加速电压一起决定着电子束的功率。在电子束焊接过程中，加速电压往往不变，所以常常要调整电子束流值来满足不同的焊接工艺需要。增加电子束流，熔深和熔宽都会增加。3.焊接速度焊接速度太快会使焊缝变窄，熔深减小。1.4电子束焊接工艺4.聚焦电流电子束聚焦状态对熔深及焊缝成形影响很大。焦点变小可使焊缝变窄，熔深增加。厚板焊接时，应使焦点位于工件表面以下0.5-0.75mm的熔深处；薄板焊接时，应使焦点位于工件表面。5.工作距离工作距离应在设备最佳范围内。工作距离变

4、小时，电子束的斑点直径变小，可增加电子束功率密度。但工作距离过小会造成放电现象，因而在不影响电子枪的稳定工作的前提下，可以采用尽可能短的工作距离。对于确定的电子束焊接设备，加速电压一般固定不变，必须时也只做较小的调整。焊接电流和焊接速度是主要调整的工艺参数。热输入与电子束焊接功率成正比，与焊接速度成反比。利用焊接热输入与焊接厚度的对应关系，初步选定焊接工艺参数，经实验修正后方可作为实际使用的焊接工艺参数。此外，还应考虑焊缝横断面、焊缝外形及防止产生焊缝缺陷等因素，综合选择和实验确定焊接工艺参数。1.4电子束焊接工艺1.5典型材料的电子束焊1.铝和铝合金纯铝及非热处理强化铝合

5、金如果采用电子束焊接，接头具有与母材退火状态相似的力学性能。热处理强化铝合金进行电子束焊时，可能出现不同程度的裂纹、气孔等缺陷，但只要工艺参数选择适当，可以减少缺陷并保证接头不会出现退火软化区。当铝合金中含有较多强化元素镁和锌时，焊接速度慢的电子束焊时会造成这些元素大量蒸发；若提高焊接速度则焊缝成形恶化，并出现严重气孔。无锌的铝合金宜用高压，小束流的高速焊。铝和铝合金电子束焊前需要对接缝处进行除油和清除氧化膜处理，焊接过程中应控制焊接速度，以防止出现气孔并能改善焊缝成形。对厚度小于40mm的铝板，焊接速度应在60-120cm/min；对于40mm以上的厚铝板，焊接速度应在6

6、0cm/min以下。汽车上常采用了一些铝合金零件，非真空电子束焊焊接汽车用铝合金可得到良好的接头。早在60年代，美国就将非真空电子束焊引入了批量汽车零件的生产中，既可降低成本、而且效率高，并可在汽车生产线上连续进行；同时可减轻结构质量，节省燃料及减少废气的排放。汽车上仪表板等采用铝合金焊接结构，接头形式往往是卷边的。2.钛和钛合金钛是一种非常活泼的金属，最常见的焊接缺陷是氢气孔，所以应在良好的真空条件下（<1.33×10-2Pa）进行焊接，而电子束焊接是所有工业钛和钛合金最理想的焊接方法。采用电子书焊接能有效地避免了有害气体的污染，而且电子束的能量密度大，焊接速度高，焊缝中

7、不会出现粗大的片状α相，因而焊接接头的有效系数可达到100％。焊接时为了防止晶粒长大，宜采用高电压、小束流的工艺参数。1.5典型材料的电子束焊1.6电子束焊的基本操作与安全防护在操作电子束焊机时要防止高压电击、X射线、可见光辐射以及烟气等。无论是低压型或高压型的电子束焊机，在运行时都带有足以致命的高电压。因此，焊机中一切带有高电压的系统，都必须采取有效的安全防护措施。电子束焊接设备应装置专用地线；设备外壳应用粗铜线接地。在更换阴极组件和维修时，应切断高压电源，并用放电棒接触准备更换的零件，以防电击。高压电源和电子枪