电子束焊接:工作原理、优势和应用


电子束焊接

电子束焊接 (EBW) 是一种焊接工艺,其中高速度电子束应用于待连接或熔合的材料。当这些高速电子撞击工件时,电子的动能转化为热能,熔化工件。

第一台实用的电子束焊接机由德国物理学家卡尔-海因茨·施泰格瓦尔德于1958年研制成功。为了防止电子束变形,电子束焊接在真空环境下进行。

电子束焊接的工作原理

下图显示了电子束焊接(电子束枪)的典型示意图。

在电子束焊接中,当真空中的阴极被灯丝加热时,它会发射出一束高速电子。这些电子通过电压进一步加速,并通过电磁线圈会聚。当电子束撞击工件时,电子的动能转化为热能。然后,利用产生的热能进行焊接。

对于典型的电子束焊接机,光斑直径约为0.2毫米。电子束焊接允许较小的变形,因为施加到焊缝周围区域的热量较低。

电子束焊接的优势

电子束焊接的优点如下:

  • 电子束焊接过程消除了焊区和焊缝的空气污染,因为它是在真空环境下进行的。

  • 电子束焊接消耗的功率低,因此运行成本低。

  • 它产生窄电子束,减少了工件的变形。

  • 电子束焊接是唯一可用于连接铌等高温金属的工艺。

  • 电子束焊接具有高沉积率。因此,其单道次可以产生高质量的焊缝。

  • 电子束焊接可产生深熔透,变形极小。

电子束焊接的应用

电子束焊接的一些应用如下:

  • 可以通过控制电子束输出功率来控制熔深调节,因此电子束焊接适用于各种基材,从厚板到薄板。

  • 使用电子束焊接也可以焊接钨等高熔点金属。

  • 电子束焊接可用于钛等活性金属,这些金属在焊接过程中可能会氧化。

  • 电子束焊接广泛应用于各种工业应用中,例如电子元件、桥梁、飞机部件、船体等的焊接。

更新于:2022年3月17日

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