电子束焊接（焊接整合技术）

电子束焊接

焊接整合技术

电子束焊接技术是将高能电子束作为加工热源，用高能量密度的电子束轰击焊件接头处的金属，使其快速熔融，然后迅速冷却来达到焊接的目的。电子束焊接技术作为焊接整合领域的重要技术，如今已经越来越深地影响到航空飞行器的制造和设计领域。

散射电子

散射电子的特征是：利用被检查物体表面的电子核相互作用的弹性，散射电子角度范围可以达到180度，但是平均散射角度为5度。通过这种方式，一小部分散射的原子的原子序数Z发生了强烈的改变，通过这种方式可以对原材料做鉴定比较。这就是所谓的原子序数特征对比。这就是为什么电子束焊接机中需要安装检测板来收集散射电子的原因。软件和CNC系统可以利用这些准确的信息来控制焊接参数。

束流控制

收集的信息以数字形式显示了电子束流与高能电子的弹性散射的采样样本，次电子非弹性散射的采样样本以及电磁辐射的采样样本之间的能量转换的关系。每种能量来源都可以用专门的传感器检测到并对其进行测量。吸收的束射电流也可以被检测和测量。各种电子放大器采用数字化的CRT显示器信号，可以创建重要的的信号强度分布图。

操作人员利用高分辨率的CRT作为其监测设备，与此同时，数字信号传输给CNC系统用于回路控制的监测和反馈。现今，无线传感器放置于真空工作室中来实现自动光束对准。该专利在焊缝准确度方面实现了800%超越最好的手动操作。因此，该技术具有可靠性更高，在热能输入控制方面优势明显，在热能输入与热能影响区域低变形的特点。

在焊接过程中，利用高速电子束束流偏离来打出独立的多孔，其间电子束偏离以及多溶池焊接过程中的电子束混合尤为重要。控制软件和控制束流方向的偏离板对焊缝的复杂的曲线热分布的控制起到了关键的作用。只有非常熟练的控制才能完成包括飞机设计的复杂任务。因此，专业人员用电子束焊接机来设计完成特殊的任务。

信息周期的简单描述为一个奇特的电子作为能源做完整的周期运动，载波从电子束发生器出发通过聚焦线圈到达工件表面，反射到传感器，从传感器转化成数字电路，通过软件传递到CNC机电控制系统，然后循环进入能量发生器并回到阴极能量发生器用于再生能源。最后将能量用于焊接的孔。

优点

电子束焊接的优点归因于高能电子束的性质，特别是极高的功率密度。

作为物质基本粒子的电子经30_70kV高压静电场加速和电磁透镜会聚后形成一个非常窄的带电粒子流，在电子枪的真空环境中，粒子流可达1/2的光速，当其作用于工件表面时，电子以热能的方式精确地在作用点释放其能量，而周围材料依然保持原来的冷状态，金属熔化、气化形成的"匙孔"效应使电子能穿透到材料的更深处。从而能加工出非常窄而深的焊缝。

应用

如果焊接件有一定的加工要求，那么在完成这个周期的同时需要克服焊接过程的热变形、热收缩、加工过程轻微缺陷、机器位移导致的变化。当我们可以保证复制我们的工序时，安全系数才会确定下来。在整个电子束焊接过程中，真空室与CNC以及束流和焊缝跟踪电脑控制系统相连，保证了焊接的可复制性和可重复性。

电子束焊接的应用涵盖了从薄膜到大厚度材料的零件焊接，使机械零件的设计具有了更多的自由度。因此广泛应用于汽车工业，医疗，航空、航天工程，交通，能源。

性质

1、电子束焊接的能量密度高，可焊接一般电弧焊难以实现的焊缝。

2、电子束焊接是在真空中进行，焊缝的化学成分稳定且纯净，接头强度高，焊缝质量高。

3、电子束焊接速度快，热影响区小，焊接热变形小。

4、电子束焊接适用于焊接几乎所有的金属材料，尤其适合铝材焊接。

5、电子束焊接可获得深宽比大的焊缝(20∶1～50∶1)，焊接厚件时可以不开坡口一次成形。

6、电子束焊接结合计算机技术，实现了工艺参数的精确控制，使焊接过程完全自动化。

7、电子束焊接技术是目前发展最快，应用最为广泛的电子束技术。

参考资料

1.电子束焊接技术·北京昆塔科技有限公司