現(xiàn)代焊接技術(shù)中的電子束焊接技術(shù)

張雪飛　路芳宇

摘 要：電子束技術(shù)在二十世紀(jì)初就已經(jīng)發(fā)明出來，由于電子束技術(shù)的眾多優(yōu)點，電子束技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被應(yīng)用在焊接領(lǐng)域中，在我國焊接領(lǐng)域的發(fā)展過程中，電子束焊接技術(shù)正在不斷的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)新過程中，在我國機械材料焊接的過程中電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用更是非常廣泛，文章主要針對現(xiàn)代焊接技術(shù)中的電子束焊接技術(shù)進行詳細的闡述以及分析，希望通過文章的闡述以及分析能夠有效的提升我國電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展，同時也為我國機械行業(yè)的焊接技術(shù)的進一步提升貢獻力量。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代焊接技術(shù)；電子束焊接技術(shù)；原理；工藝參數(shù)；技術(shù)應(yīng)用；特點

中圖分類號：TN405 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0045-02

在我國機械焊接的領(lǐng)域中，由于焊接件以及被焊接件的材質(zhì)以及形式在不斷的變化過程中，導(dǎo)致了我國傳統(tǒng)形式水上的焊接技術(shù)，雖然仍然在應(yīng)用，但是已經(jīng)越來越不適應(yīng)新材料的焊接要求，因此我國的焊接領(lǐng)域在不斷的進行焊接技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。在我國的焊接領(lǐng)域，電子束焊接技術(shù)主要有七個主要的優(yōu)點，首先是電子束焊接技術(shù)在焊接的過程中產(chǎn)生的焊接變形較小，其次是電子束焊接技術(shù)產(chǎn)生的熱量影響區(qū)域較小，第三是電子束焊接技術(shù)在焊接過程中焊接深度以及焊接寬度之間的比值較高，第四是電子束焊接技術(shù)在應(yīng)用的過程中不僅僅局限在導(dǎo)電材料的焊接工藝中，第五是電子束焊接技術(shù)受到磁場的影響較小，再次是電子束焊接在應(yīng)用的過程中不會出現(xiàn)X射線，最后是電子束焊接技術(shù)有時候在絕對真空的環(huán)境下進行。正是由于電子束焊接技術(shù)的諸多優(yōu)點，因此在我國的制造領(lǐng)域中，電子束焊接技術(shù)有著非常廣闊的應(yīng)用前景。在工業(yè)發(fā)達的國家中，電子束焊接技術(shù)屬于重點關(guān)注技術(shù)，很多國家已經(jīng)將電子束焊接技術(shù)作為國家工程進行推廣和發(fā)展。在我國電子束焊接技術(shù)還處在起步階段，因此在我國電子束焊接技術(shù)有著非常廣闊的發(fā)展前景以及發(fā)展?jié)摿?。本文主要從電子束焊接技術(shù)的原理以及工藝等方面進行詳細的闡述和分析。下面進行詳細的闡述以及分析。

作為材料形成永久性制作的主要方法，焊接技術(shù)在很多行業(yè)中都有著非常廣泛的應(yīng)用。焊接技術(shù)在我國航天行業(yè)中的應(yīng)用更是廣泛，同時要求也非常高。我國現(xiàn)行的焊接技術(shù)最主要的有三種，首先是電弧焊接技術(shù)，其次是電子束焊接技術(shù)，最后是電阻焊接技術(shù)。這些傳統(tǒng)的焊接技術(shù)在精度要求不高的制作過程中應(yīng)用較為廣泛，但是在有空間限制以及精度要求較高的情況下就有著明顯的局限性。正是由于這一原因，電子束焊接技術(shù)開始被研發(fā)和應(yīng)用。電子束焊接技術(shù)的出現(xiàn)有效的填補了我國焊接工藝的不足和短板，讓我國焊接技術(shù)在焊接質(zhì)量以及焊接成本的降低上都有了大幅度的改變和提升，在我國制造行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用前景。

在我國機械制造的過程中，焊接技術(shù)是一項非常重要的機械加工技術(shù)。很多的機械產(chǎn)品在實際的生產(chǎn)加工過程中都需要用到焊接技術(shù)來進行加工材料的連接。在焊接技術(shù)中有非常多的方式來進行焊接，較為先進的焊接技術(shù)中電子束焊接技術(shù)就是其中之一。在我國焊接技術(shù)中，電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍還是非常廣泛的，同時取得的效果也是非常好的。因此我國的焊接技術(shù)在發(fā)展和創(chuàng)新的過程中要針對電子束的焊接技術(shù)進行發(fā)展和強化創(chuàng)新。電子束焊接技術(shù)主要就是高精密度的焊接電子束應(yīng)用為能量載體，通過這樣的形式實現(xiàn)焊接材料之間的焊接連接。電子束焊接工藝的應(yīng)用歷史已經(jīng)有近五十年的里程，在這一期間，電子束焊接技術(shù)得到了非常大的發(fā)展，作為高新科學(xué)技術(shù)在我國的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了非常大的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)逐漸的成為了我國焊接技術(shù)中較為重要的一種實際應(yīng)用技術(shù)。目前電子束焊接技術(shù)相較于其他形式的焊接技術(shù)主要有六個特點。首先是電子束焊接技術(shù)在實際的應(yīng)用過程中具有較小的加熱面積；其次是電子束焊接技術(shù)在焊接的過程中具有較快速的焊接速度；第三是電子束焊接技術(shù)的能力密度輸入量較大，容易進行焊接工作；第四是電子束焊接技術(shù)的穿透力非常強勁；再次是電子束焊接技術(shù)在應(yīng)用的過程中更加容易控制；最后是電子束焊接技術(shù)由于處在一種真空的焊接環(huán)境中，對周圍的環(huán)境幾乎沒有污染。在焊接的過程中，電子束焊接技術(shù)主要應(yīng)用在高效的焊接需求，精密的焊機要求以及穿透能力要求較大的焊接操作中。在機械加工的過程中，電子束焊接技術(shù)也是一種非常成熟的熱加工技術(shù)。在目前的機械制造行業(yè)中，電子束焊接技術(shù)已經(jīng)變得非常的成熟，并且還在進一步的發(fā)展過程中。電子束焊接技術(shù)在焊接應(yīng)用以及焊接的質(zhì)量控制方面有著非常大的優(yōu)勢。這也是電子束焊接技術(shù)在我國取得非常大發(fā)展的一個主要原因。在我國的電子束焊接應(yīng)用的過程中，涉及到非常多的材料焊接，例如有色金屬材料的焊接，不銹鋼材料的焊接，合金材料的焊接以及高熔點材料的焊接等等。電子束焊接技術(shù)在精密零件的焊接加工過程中應(yīng)用非常普遍。

在焊接技術(shù)中，電子束焊接技術(shù)的主要特點以及主要分類。

在焊接技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用過程中，電子束焊接技術(shù)有非常大的應(yīng)用和發(fā)展，主要是因為電子束焊接技術(shù)的特點以及相關(guān)的分類能夠滿足我國高新焊接材料對于焊接技術(shù)的要求以及焊接質(zhì)量的保障。

電子束焊接技術(shù)的主要特點。根據(jù)上文的闡述，電子束焊接技術(shù)主要就是利用電子束的高能量，將電子束進行集中控制，達到焊接材料的焊接目的。電子束焊接技術(shù)在形成機理上同一般形式上的焊接技術(shù)有非常大的區(qū)別。在應(yīng)用電子束焊接技術(shù)進行焊接操作的過程中，首先我們要通過高壓焊接加速專用裝置的作用形成具有高功率效能的電子束；其次是有效的利用磁透鏡的作用找到焊接焦點，在電子束焊接的過程中，電子束的動能能夠有效的轉(zhuǎn)化為焊接熱能，這樣就能夠高質(zhì)量的達到焊接材料需要的焊接要求。在電子束焊接技術(shù)應(yīng)用的過程中，電子束的焊接特點有以下幾點，由于電子束的焊接能力較大，這樣就會讓焊接操作在較短的時間內(nèi)完成，提升了焊接的工作效率。又因為電子束焊接技術(shù)在應(yīng)用的過程中具有較小的受熱區(qū)間，因此在焊接的過程中具有非常小的焊接變形。除了上述電子束焊接技術(shù)的優(yōu)點，電子束焊接技術(shù)在應(yīng)用的過程中還有一些缺點存在，首先就是電子束焊接在應(yīng)用的過程中前期準(zhǔn)備較為復(fù)雜，加工成本需求很大。電子束焊接技術(shù)在應(yīng)用的過程中對于接頭焊接裝配的精度要求非常高；電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境為真空環(huán)境，因此對于焊接的工作環(huán)境要求較高，有很大的限制。每一次電子束焊接都需要進行真空處理；由于電子束焊機技術(shù)在應(yīng)用的過程中冷卻的速度較快，因此容易導(dǎo)致焊接材料的焊接缺陷，同時在電子束焊接技術(shù)應(yīng)用的過程中還容易受到外在磁場的影響，影響焊接的質(zhì)量。我們在應(yīng)用電子束焊接技術(shù)進行焊接操作的時候，要針對不同的材料特性，科學(xué)的選擇焊接速度，保障焊接速度能夠在一個合理的焊接操作以及焊接質(zhì)量保障之內(nèi)，控制電子束焊接的焊接質(zhì)量。endprint

電子束焊接技術(shù)的主要分類。由于電子束焊接技術(shù)對于焊接環(huán)境的要求較高，因此我們在實際的焊接工作進行的過程中，根據(jù)真空度的實際差異，將電子束焊接技術(shù)分為三個主要類型，首先是非真空環(huán)境下的電子束焊接技術(shù)，其次是低真空環(huán)境下的電子束焊接技術(shù)，最后是高真空環(huán)境下的焊接技術(shù)。在這三種電子束焊接技術(shù)中，低真空環(huán)境下的電子束焊接技術(shù)由于其施工成本低，焊接效率高，因此在電子束焊接技術(shù)應(yīng)用的過程中，應(yīng)用較為廣泛。當(dāng)對焊接質(zhì)量要求較高時，我們會使用高真空狀態(tài)下的電子束焊接技術(shù)來進行焊接材料的焊接操作。

我國焊接加工過程中的控制。在焊接實踐中，會碰到形形色色的工件，焊縫結(jié)構(gòu)也各不相同，但總體上可分為：對焊縫、端焊縫、角焊縫（包括穿透焊縫），或區(qū)分為直線焊縫、環(huán)線焊縫、曲線焊縫、點焊縫，還有等截面焊縫和變截面焊縫等。為了達到最佳焊接效果，焊縫結(jié)構(gòu)和配合間隙的設(shè)計至關(guān)重要，既要考慮工件（部件）在整機中的作用，又必須滿足被焊材料可焊性和具體焊接工藝的要求。所以在實施焊接之前，應(yīng)該與工程設(shè)計人員共同討論焊接件的焊縫結(jié)構(gòu)，或通過工藝試驗確定合理的結(jié)構(gòu)與間隙尺寸。對于某些材料或結(jié)構(gòu)件的焊接，為了防止裂紋的產(chǎn)生，對被焊接的工件需要進行預(yù)熱或焊后退火處理。電子束預(yù)熱和退火。利用較小功率并且散焦的電子束轟擊工件，使工件具有一定的溫度，以達到預(yù)熱或退火的目的。具體工藝（溫差）視不同的材料和工件結(jié)構(gòu)而定，因為它涉及到材料組織的相變問題。輔助預(yù)熱和退火。利用電阻爐來對工件進行預(yù)熱和退火。我們在進行陶瓷與金屬的焊接工藝試驗時，花了比較大的精力于電阻爐的試制及預(yù)熱退火工藝的操作。最終達到了良好效果，取得了陶瓷與金屬焊接的成功。

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