1、现代焊接技术中的电子束焊接技术 张雪飞 路芳宇 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 摘 要： 电子束技术在二十世纪初就已经发明出来, 由于电子束技术的众多优点, 电子束技术现在已经被应用在焊接领域中, 在我国焊接领域的发展过程中, 电子束焊接技术正在不断的应用和发展创新过程中, 在我国机械材料焊接的过程中电子束焊接技术的应用更是非常广泛, 文章主要针对现代焊接技术中的电子束焊接技术进行详细的阐述以及分析, 希望通过文章的阐述以及分析能够有效的提升我国电子束焊接技术的应用以及发展, 同时也为我国机械行业的焊接技术的进一步提升贡献力量。关键词： 现代焊接技术; 电子束焊接技术; 原理; 工艺参
2、数; 技术应用; 特点; 在我国机械焊接的领域中, 由于焊接件以及被焊接件的材质以及形式在不断的变化过程中, 导致了我国传统形式水上的焊接技术, 虽然仍然在应用, 但是已经越来越不适应新材料的焊接要求, 因此我国的焊接领域在不断的进行焊接技术的创新和发展。在我国的焊接领域, 电子束焊接技术主要有七个主要的优点, 首先是电子束焊接技术在焊接的过程中产生的焊接变形较小, 其次是电子束焊接技术产生的热量影响区域较小, 第三是电子束焊接技术在焊接过程中焊接深度以及焊接宽度之间的比值较高, 第四是电子束焊接技术在应用的过程中不仅仅局限在导电材料的焊接工艺中, 第五是电子束焊接技术受到磁场的影响较小, 再
3、次是电子束焊接在应用的过程中不会出现 X 射线, 最后是电子束焊接技术有时候在绝对真空的环境下进行。正是由于电子束焊接技术的诸多优点, 因此在我国的制造领域中, 电子束焊接技术有着非常广阔的应用前景。在工业发达的国家中, 电子束焊接技术属于重点关注技术, 很多国家已经将电子束焊接技术作为国家工程进行推广和发展。在我国电子束焊接技术还处在起步阶段, 因此在我国电子束焊接技术有着非常广阔的发展前景以及发展潜力。本文主要从电子束焊接技术的原理以及工艺等方面进行详细的阐述和分析。下面进行详细的阐述以及分析。作为材料形成永久性制作的主要方法, 焊接技术在很多行业中都有着非常广泛的应用。焊接技术在我国航天
4、行业中的应用更是广泛, 同时要求也非常高。我国现行的焊接技术最主要的有三种, 首先是电弧焊接技术, 其次是电子束焊接技术, 最后是电阻焊接技术。这些传统的焊接技术在精度要求不高的制作过程中应用较为广泛, 但是在有空间限制以及精度要求较高的情况下就有着明显的局限性。正是由于这一原因, 电子束焊接技术开始被研发和应用。电子束焊接技术的出现有效的填补了我国焊接工艺的不足和短板, 让我国焊接技术在焊接质量以及焊接成本的降低上都有了大幅度的改变和提升, 在我国制造行业有着非常广泛的应用前景。在我国机械制造的过程中, 焊接技术是一项非常重要的机械加工技术。很多的机械产品在实际的生产加工过程中都需要用到焊接
5、技术来进行加工材料的连接。在焊接技术中有非常多的方式来进行焊接, 较为先进的焊接技术中电子束焊接技术就是其中之一。在我国焊接技术中, 电子束焊接技术的应用范围还是非常广泛的, 同时取得的效果也是非常好的。因此我国的焊接技术在发展和创新的过程中要针对电子束的焊接技术进行发展和强化创新。电子束焊接技术主要就是高精密度的焊接电子束应用为能量载体, 通过这样的形式实现焊接材料之间的焊接连接。电子束焊接工艺的应用历史已经有近五十年的里程, 在这一期间, 电子束焊接技术得到了非常大的发展, 作为高新科学技术在我国的工业生产领域得到了非常大的发展和应用, 已经逐渐的成为了我国焊接技术中较为重要的一种实际应用
6、技术。目前电子束焊接技术相较于其他形式的焊接技术主要有六个特点。首先是电子束焊接技术在实际的应用过程中具有较小的加热面积;其次是电子束焊接技术在焊接的过程中具有较快速的焊接速度;第三是电子束焊接技术的能力密度输入量较大, 容易进行焊接工作;第四是电子束焊接技术的穿透力非常强劲;再次是电子束焊接技术在应用的过程中更加容易控制;最后是电子束焊接技术由于处在一种真空的焊接环境中, 对周围的环境几乎没有污染。在焊接的过程中, 电子束焊接技术主要应用在高效的焊接需求, 精密的焊机要求以及穿透能力要求较大的焊接操作中。在机械加工的过程中, 电子束焊接技术也是一种非常成熟的热加工技术。在目前的机械制造行业中
7、, 电子束焊接技术已经变得非常的成熟, 并且还在进一步的发展过程中。电子束焊接技术在焊接应用以及焊接的质量控制方面有着非常大的优势。这也是电子束焊接技术在我国取得非常大发展的一个主要原因。在我国的电子束焊接应用的过程中, 涉及到非常多的材料焊接, 例如有色金属材料的焊接, 不锈钢材料的焊接, 合金材料的焊接以及高熔点材料的焊接等等。电子束焊接技术在精密零件的焊接加工过程中应用非常普遍。在焊接技术中, 电子束焊接技术的主要特点以及主要分类。在焊接技术的发展以及应用过程中, 电子束焊接技术有非常大的应用和发展, 主要是因为电子束焊接技术的特点以及相关的分类能够满足我国高新焊接材料对于焊接技术的要求
8、以及焊接质量的保障。电子束焊接技术的主要特点。根据上文的阐述, 电子束焊接技术主要就是利用电子束的高能量, 将电子束进行集中控制, 达到焊接材料的焊接目的。电子束焊接技术在形成机理上同一般形式上的焊接技术有非常大的区别。在应用电子束焊接技术进行焊接操作的过程中, 首先我们要通过高压焊接加速专用装置的作用形成具有高功率效能的电子束;其次是有效的利用磁透镜的作用找到焊接焦点, 在电子束焊接的过程中, 电子束的动能能够有效的转化为焊接热能, 这样就能够高质量的达到焊接材料需要的焊接要求。在电子束焊接技术应用的过程中, 电子束的焊接特点有以下几点, 由于电子束的焊接能力较大, 这样就会让焊接操作在较短
9、的时间内完成, 提升了焊接的工作效率。又因为电子束焊接技术在应用的过程中具有较小的受热区间, 因此在焊接的过程中具有非常小的焊接变形。除了上述电子束焊接技术的优点, 电子束焊接技术在应用的过程中还有一些缺点存在, 首先就是电子束焊接在应用的过程中前期准备较为复杂, 加工成本需求很大。电子束焊接技术在应用的过程中对于接头焊接装配的精度要求非常高;电子束焊接技术的应用环境为真空环境, 因此对于焊接的工作环境要求较高, 有很大的限制。每一次电子束焊接都需要进行真空处理;由于电子束焊机技术在应用的过程中冷却的速度较快, 因此容易导致焊接材料的焊接缺陷, 同时在电子束焊接技术应用的过程中还容易受到外在磁
10、场的影响, 影响焊接的质量。我们在应用电子束焊接技术进行焊接操作的时候, 要针对不同的材料特性, 科学的选择焊接速度, 保障焊接速度能够在一个合理的焊接操作以及焊接质量保障之内, 控制电子束焊接的焊接质量。电子束焊接技术的主要分类。由于电子束焊接技术对于焊接环境的要求较高, 因此我们在实际的焊接工作进行的过程中, 根据真空度的实际差异, 将电子束焊接技术分为三个主要类型, 首先是非真空环境下的电子束焊接技术, 其次是低真空环境下的电子束焊接技术, 最后是高真空环境下的焊接技术。在这三种电子束焊接技术中, 低真空环境下的电子束焊接技术由于其施工成本低, 焊接效率高, 因此在电子束焊接技术应用的过
11、程中, 应用较为广泛。当对焊接质量要求较高时, 我们会使用高真空状态下的电子束焊接技术来进行焊接材料的焊接操作。我国焊接加工过程中的控制。在焊接实践中, 会碰到形形色色的工件, 焊缝结构也各不相同, 但总体上可分为:对焊缝、端焊缝、角焊缝 (包括穿透焊缝) , 或区分为直线焊缝、环线焊缝、曲线焊缝、点焊缝, 还有等截面焊缝和变截面焊缝等。为了达到最佳焊接效果, 焊缝结构和配合间隙的设计至关重要, 既要考虑工件 (部件) 在整机中的作用, 又必须满足被焊材料可焊性和具体焊接工艺的要求。所以在实施焊接之前, 应该与工程设计人员共同讨论焊接件的焊缝结构, 或通过工艺试验确定合理的结构与间隙尺寸。对于
12、某些材料或结构件的焊接, 为了防止裂纹的产生, 对被焊接的工件需要进行预热或焊后退火处理。电子束预热和退火。利用较小功率并且散焦的电子束轰击工件, 使工件具有一定的温度, 以达到预热或退火的目的。具体工艺 (温差) 视不同的材料和工件结构而定, 因为它涉及到材料组织的相变问题。辅助预热和退火。利用电阻炉来对工件进行预热和退火。我们在进行陶瓷与金属的焊接工艺试验时, 花了比较大的精力于电阻炉的试制及预热退火工艺的操作。最终达到了良好效果, 取得了陶瓷与金属焊接的成功。参考文献1张海泉, 李刘合, 张彦华, 等.电子束焊接动态过程仿真分析J.材料科学与工艺, 2002, 03. 2陈芙蓉, 霍立兴, 张玉凤.电子束焊接技术在工业中的应用与发展J.电子工艺技术, 2002, 02. 3周古昕, 王有祁, 刘玲霞, 等.2519-T87 装甲板焊缝抗弹规律及抗应力腐蚀性能初探J.兵器材料科学与工程, 2006, 06. 4张新明, 高慧, 李慧中, 等.一种高铜铝合金板侵彻后的显微组织分析J.兵器材料科学与工程, 2007, 03. 5张伏, 王凤娟, 郝建军, 等.三束表面改性技术的应用及发展趋势J.河北农业大学学报, 2003, S1.
