电子束焊接的基本知识

电子束焊接是指运用加快和聚集的电子束轰击真空或非真空中的焊接表面，以熔化待焊接的工件。真空电子束焊接是运用最广泛的电子束焊接。

基本原理

电子是物质的基本粒子，通常在原子核周围高速运动。当电子被给予必定的能量时，它们会跳出轨道。加热阴极使其开释并构成自在电子云。当电压增加到30至200千伏时，电子将加快并向阳极移动。

电子束焊接是一种焊接方法，它运用会聚的高速电子电流产生的热能轰击工件的接合处来熔化金属。当电子轰击工件时，动能转化为热能。电子束作为焊接热源有两个显着的特色:

(1)功率密度高

电子束焊接常用的加快电压范围为30~150千伏，电子束电流为20~1000毫安，电子束聚集直径约为01~1毫米，这样电子束功率密度可达106瓦/平方厘米以上。

(2)准确、快速的可控性

作为物质的基本粒子，电子具有极小的质量(9.1×10-31kg)和必定的负电荷(1.6×1019C)，电子的荷质比高达176×1011C/kg。电子束可以被电场和磁场快速而准确地控制。电子束的这一特性显着优于激光束，激光束只能由通明和反射镜控制，而且速度较慢。

1、优点

1)电子束穿透能力强，焊缝深宽比大。现在，电子束焊接的深宽比可达60：1。焊接厚板时，可实现单通焊接，无需坡口，与电弧焊比较，可节省辅助材料和能源消耗。

2)焊接速度快，热影响区小，焊接变形小。制品工件可作为最终的衔接工序，焊接后的工件仍坚持足够高的精度。

3)真空电子束焊接不仅可以避免熔融金属被氧气和氢气等有害气体污染，而且有利于焊缝金属的除气和净化，特别适用于活性金属的焊接。电子束焊接真空密封元件也是常用的，焊接后元件坚持真空状态。

4)电子束可以传输到远处进行真空焊接，从而在难以接近的方位进行焊缝焊接。

5)经过控制电子束的偏转，可以实现杂乱接头的自动焊接。电子束扫描池可以消除缺点，提高接头质量。

2、缺点

1)设备相对杂乱且贵重。

2)焊接前，对接头加工和装置有严厉要求，确保接头方位准确、空隙小、均匀。

3)在真空电子束焊接过程中，待焊接工件的尺寸和形状常常受到工作室的束缚。

4)电子束简略受到杂散电磁场的搅扰，影响焊接质量。

5)电子束焊接产生的X射线需要严厉保护，以确保操作人员的健康和安全。