摘
简介绍电子束焊接技术发展基原理应范围着重介绍电子束钎焊活性剂电 子束焊接电子束复合焊接电子束填丝焊局部真空电子束焊接电子束扫描焊接等电子束焊接新 技术国研究现状电子束焊接未发展做出展
Abstract
The development basic principles and application scope of electron beam welding technology are briefly introduced It focuses on the domestic research status of electron beam brazing activator electron beam welding electron beam hybrid welding electron beam filler wire welding partial vacuum electron beam welding and electron beam scanning welding Prospects for the future development of beam welding
关键词
电子束焊接焊接新技术研究进展
Key words
Electron beam welding new welding technology research progress
前言：
电子束发现迄已 100 年历史电子束焊接技术起源德国1948 年前西德物理学家 K．H．Steigerwald 首次提出电子束焊接设想1954 年法国 J．A．Stohr 博士成功焊接核反应堆燃料包壳标志着电子束焊接金属获成功1957 年 11 月法国巴黎召开国际原子燃料元件技术会公布该技术电子束焊接确认种新焊接方法1958 年开始美国英国日前苏 联开始进行电子束焊接方面研究20 世纪 60 年 代国开始事电子束焊接研究 着航空航天微电子核交通运输国防工业飞速发展种高强度高硬度高韧性 铝合金镁合金钛合金耐高温合金等金属材料复合材料广泛应加构件形状日趋复杂化 焊接工艺加工精度表面完整性提出更高求传统焊接工艺难适应高技术制造领域发展趋势材料采包括电子束焊接高束焊接技术优势较电子束焊接高密度电子束作量载体材料构件实现焊接加工新型特种加工工艺方法具传统焊接方法难拟优势特殊功：焊接量密度高 (107 ～109 W／cm2 )容易实现金属材料深熔透焊接 焊缝窄深宽焊缝热影响区焊接工艺参数容易精确控制重复性稳定性[1] 着该技术日趋成熟广泛应电子束焊接技术工艺(电子束钎焊电子束填丝焊电子束扫描焊接活性剂电子束焊接局部电子束真空焊接电子束焊－钎焊复合焊电子束－等离子弧复合焊接)方面取重进展介绍电子束焊 接新研究进展未发展作出展
目录
摘 II
关键词 II
前言： III
电子束焊技术简介 1
1 电子束焊基原理 1
2 电子束焊接技术特点 1
3 电子束焊接分类 2
二 电子束焊研究发展现状 2
1 国外电子束焊接技术研究发展现状 2
2 国电子束焊接技术研究发展现状 3
三 电子束焊接新技术 4
1 电子束钎焊 4
2 活性剂电子束焊接 4
3 电子束复合焊接 5
4 电子束填丝焊 6
5 局部真空电子束焊接 6
6 电子束扫描焊接 6
四 电子束焊接技术发展趋势 7
1 发展功率中压型高压型焊机 7
2 发展具容积焊接工作室真空电子束焊机 7
3 发展具更灵活性动枪式焊机 7
4 发展计算机化真空电子束焊机 8
5 真空电子束焊机动生产线 8
五 结语 8
参考文献 8
电子束焊技术简介
1 电子束焊基原理
电子束焊利空间定高速运动电子束撞击工件表面部分动转化成热焊金属熔化冷凝固形成焊缝
图 1 电子束焊接焊缝成形原理
图1 电子束焊接焊缝成形原理
种电子枪产生高压加速电子光学系统汇聚成功率密度高电子束撞击工件表面电子动转换热金属迅速熔化蒸发高压金属蒸汽作熔化金属排开电子束继续撞击深处固态金属时快焊工件钻出锁性孔(见图 1)孔周围液态金属包围着电子束工件相移动液态金属孔周围流熔池部逐渐冷凝固形成焊缝
2 电子束焊接技术特点
第电子束焊接量密度高材料包括高熔点钨钼等材料焊缝快速熔化般零件身材料熔接成
第二电子束焊接真空中进行防止材料氧化害气体侵入
第三电子束焊接仅量密度高获焊缝深宽焊缝深窄焊接零件变形
第四焊接两种物理性质差异(热传导热容量) 材料构成零件时两种材料时瞬间熔化快速凝固
第五电子束聚细偏转方便焊精细零件焊难达焊接点特殊结构特精细零件电子束焊接非常适宜
第六量密度高焊接速度快热影响区范围
3 电子束焊接分类
电子束加速电压电子束热源特点高(电)压电子束焊接中(电)压电子束焊接低(电) 压电子束焊接分保护焊接熔池金属环境高真空低真空非真空电子束焊接分焊接时整焊件否完全处真空室全真空局部真空电子束焊接分
二 电子束焊研究发展现状
1 国外电子束焊接技术研究发展现状
全球电子束焊接技术较先进国家德国日美国法国等目前工业应中实际应电子束焊接设备般150kW 加速电压200kV次焊厚度钢板约300mm铝合金约50mm电子束焊接设备研制开发具实力国家公司：德国PTR精密技术限公司英国剑桥真空工程限公司英国焊接研究( TMI)法国TECH2META公司乌克兰巴顿电焊研究等日加速电压600kV 功率300kW超高压电子束焊机已问世次焊200mm锈钢深宽达70：1德国阿亨学研制DIABEAM系统电子束特性进行定量研究分析电子束流品质焦点焊缝成形影响日俄德开展双枪填丝电子束焊技术研究厚度板第次焊接基础通第二次填丝弥补顶部凹咬边缺陷日采双枪实现薄板超高速焊接反面飞溅成形良法国研制成功双金属三金属薄带材电子束焊机颇引关注着电子束焊接技术工业领域渗透应特精密加工原子航空航天领域应前景国研究者竞相展开电子束焊接基础理应技术研究美国独联体国研究员利电子束碳钢合金钢锈钢钛合金铝合金高强钢等材料进行焊接工艺试验电子束焊接工艺参数(加速电压焊接电流焊接速度聚焦电流焦点位置等) 接头组织性影响进行研究合理优化焊接工艺保证焊接接头质量提供理
2 国电子束焊接技术研究发展现状
20世纪60年代初国开始踪世界电子束焊接技术发展开始电子束焊接设备工艺研究工作航空工业总公司北京航空工艺研究广西桂林电器科学研究中科院沈阳金属研究均较早开展项工作单位已研制生产出类型功电子束焊机百台20年出现关键部件(电子枪高压电源等) 引进部件国配套引进方式国研制成功国第台生产中GDH—15型高压电子束焊机：加速电压150kV功率15kW焊机已航空动力机械制造中解决航空发动机关键部件焊接产品返销国外北京航空工艺研究1992年研制成功ZD150—5A型高压电子束焊机焊机国第台行设计行制造高压电子枪型真空室高压电子束焊机填补国空白达时世界先进水国中功率电子束焊机已接赶国外类产品先进水明显性价格优势20年关电子束焊接文献集中焊接工艺参数优化焊接冶金穿透机理研究焊接技术应焊接接头基力学行等方面国电子束焊焊接技术工业中进步应需解决问题：焊接性稳定性质量线检测技术发展新产品设计电子束技术机结合焊缝动中踪适应控制技术发展深穿透机理电子束材料交互作等物理现象进步探求
三 电子束焊接新技术
1 电子束钎焊
图 2 钎焊接头示意
图2 钎焊接头示意图
真空电子束钎焊作种高质量高效率精确控制制造技术种精密复杂部件连接制造具非常重意义电子束作加热源进行真空钎焊电子束高速扫描电子束点热源转化面热源实现零件局部高速均匀加热该工艺具普通真空钎焊法拟优越性高温停留时间短减少钎料母材溶蚀输入量精密控量输入路径意编辑等[3]年国外已通电子束钎焊技术实现陶瓷零件[4]碳－碳复合材料[5]立方氮化硼碳化钨基体[6] 换热器板结构[7]连接国电子束复合加工技术应尚未普仅某航空研究飞机换热器板结构进行初步研究 李少青等[8]分采电子束钎焊锈钢板进行连接结果表明接头部位钎缝均匀圆滑 钎焊透率 100％满足技术规范求图 2 示
2 活性剂电子束焊接
活性剂应电子束焊目前活性焊接研究重领域定条件活性剂电子束焊熔深影响现已逐步形成活性电子束焊新技术 传统电子束焊相活性电子束焊特点[9]： (1)活性剂明显减熔池部宽度改变熔池形状 (2)SiO2TiO2Cr2O3 单组元活性剂电子束焊接熔深增加影响 (3) SiO2TiO2Cr2O3 等组成组元锈钢 电子束焊活性剂聚焦电子束焊接熔深增加两倍 (4)活性剂聚焦电流束流电子束焊熔深增加影响柴国明等电子束活性剂焊接 TA15 板材进行堆焊实验结果表明活性剂熔池形状 影响通添加活性剂改变表面张力梯度改善焊缝咬边 樊丁等[10－11]分6 mm 厚 LF21 铝合金10 mm 厚锈钢进行实验结果表明电子束焊 接铝合金表面张力梯度改变理铝合金熔深增加作明显电子束焊接锈钢活性剂增加电子束焊熔深活性剂聚焦电流束流电子束焊熔深增加较影响 着活性焊接机理进步研究新高效活性焊接法应
3 电子束复合焊接
图 3 电子束－等离子弧原理示意
年哈尔滨焊接研究提出新型非真空电子束焊接方法电子束－等离子弧焊接图 3 示采电子束等离子弧相串联叠加起进行焊接电子束通真空等离子枪阴极进入气穿等离子弧熔化金属进行焊接样减电子束量损失助稳定等离子弧 等离子弧保护焊接熔池作附加热源预热工件助改善焊缝成形增加熔深
4 电子束填丝焊
熔性电子束焊接相电子束填丝焊接具许特殊优点填充焊丝电子束焊接技术放宽间隙接面加工精度求降低工艺难度节省成提高生产效率 姚舜等通角焊缝低真空填丝电子束焊接研究详细讨束流形态填充金属送进 聚焦点位置等填丝电子束焊接工艺参数焊缝成形影响结果表明：优先选前送进方送丝方式避免终焊时粘丝现象焊丝送入点必须位电子束流移动方致轴线 锁红波等通 1Cr18Ni9Ti 锈钢板材 Q235 钢填丝焊接实验出：参数选择合适装配间隙 0．4 mm 时均获外观成形良部缺陷焊缝电子束填丝焊接时焊缝截面特征聚焦电流变化时表面焦点处聚集电流中心均存定程度称性 利结果较方便估计工艺裕度区间优化参数
5 局部真空电子束焊接
局部真空电子束焊接技术尺寸结构件焊缝附局部区域建立真空环境进行电子束焊接技术种方法保留真空电子束焊接特点避开庞真空室解决厚工件焊接问题提高焊接质量降低设备成 发展项技术法国德国等国家做量深入研究工作国航天科技集团公司五○ 1986 年研制行程 1．5 m50 kV5 kW 直线型局部真空电子束焊机已卫星燃料贮箱制造中 刘志华等[16－17] 5 mm 厚 LF6 铝合金进行局部真空电子束焊接工艺试验结果表明：采局部真空电子束焊接工艺焊接铝合金完全行焊缝质量真空电子束焊相铝合金局部真空电子束焊时须采较强聚焦较窄焊缝利焊缝成形抑制气孔生成 局部真空电子束焊接技术种先进焊接技术国防工业民工业应前景广阔
6 电子束扫描焊接
电子束扫描焊接作种细化晶粒焊接方法目前应钛合金焊接定程度细化焊缝组织元素偏析降低焊接接头强度提高缺口击韧度
四 电子束焊接技术发展趋势
电子束焊接射束产生焊接工艺基础研究走正规工业生产道路前历20年历史逐步焊接方法成前 工业生产中重加工手段广泛应工业领域年 科学技术进步发展特真空技术高压技术电子技术 计算机技术进步完善电子束焊机发展增添新活力 目前世界国正利方面技术优势研制发展新型电子束焊机发展趋势致
1 发展功率中压型高压型焊机
重型机器制造业发展重型产品吨位断增加减少加工困难更加需采焊接方法进行组合加工重型设备焊缝熔深范围超100mn 需生产功率超100kW电子束焊机型超厚零部件采电子束焊接减变形降低成缩短加工时间提高产品质 量国外已150kV60kW真空电子束焊机次焊接深度达130mm
2 发展具容积焊接工作室真空电子束焊机
真空电子束焊接具系列优点越越型零部件希采电子束焊接受真空室尺寸限制体积重量工件难种方法进行焊接
3 发展具更灵活性动枪式焊机
结构复杂型 重型部件翻转定位调整困难时部位干条角度面焊缝特需电子枪灵活转换位置真空电子束焊机发展具更灵活性动枪式焊机电子束焊接领域迫切课题目前国外已制成动枪式焊机电子枪垂直面旋转35°45°基满足述构件焊接需
4 发展计算机化真空电子束焊机
电子计算机数控技术发展机电体化成前机床工业发展方电子束焊例外目前已生产出带CNC控制系统真空电子束焊机通CNC系统机械坐标(包括焊接工作台电子枪移动)焊接参数进行控制
5 真空电子束焊机动生产线
汽车拖拉机行业需制造系列化传动轴传动齿轮采电子束焊接减少制造困难焊变形焊接参数佳重复精度高焊接速度汽车拖拉机中轴齿轮生产量极真空电子束焊机需加工机床结合组成动生产线种专生产线包括工作误差测量装置工件焊前预热感应加热器等
五 结语
国外学者开展电子束焊接技术研究广度深度断加已焊接理工艺实践取积极研究成果电子束焊接程中电子束金属间深穿快速物理化学冶金作 前研究分析手段局限性焊接机理质研究进步深入着焊接技术发展电子束焊接技术工艺必完善发展
参考文献
[1] 李林贺陈芙蓉郭桂芳．电子束焊接数值模拟技术研究 进展[J]．蒙古石油化工200531(7)：9－10．
[2] 刘金合．高密度焊[M]．西安：西北工业学出版社1995．
[3] 李少青张毓新芦凤桂等．BNi－2 钎料真空电子束钎 焊[J]．航空制造技术20049(1)：72－75．
[4] Yang PTurmanB N．Braze microstructure evoluti－onnnnand mechanical properties of electron beam joined ceramics[J]． Materials Chemistry and Physics2000(64)：137－146．
[5] Goodman D LBirx D LDave V R．High energy electron beam processing experiments with induction accelerators[J]． Nuclear Instuments and Methods in Physics Research1995 B(99)：775－779．
[6] Jan FelbaKazimierz P FriedelPeter Kruellet al．Electron beam activated brazing of cubic boron－nitride to tungsten carbide cutting tools[J]．Vacuum2001(62)：171－180．
[7] 刘方军毛智勇陈 刚等．锈钢板接头电子束 钎焊研究[A]．第九次全国焊接会议文集(第 1 册)[C]．黑 龙江：黑龙江民出版社1999：561－564．
[8] 李少青张毓新芦凤桂等．锈钢板接头电子束钎 焊[J]．焊接学报200526(4)：73－76．
[9] OdawarOIkeuchi J．Ceramic composite pipes produced by a centrifugal－thermit process[J]．J Am ceram soc．198669(4)：82．
[10] 樊 丁樊清华黄 勇．活性剂铝合金电子束焊影 响[J]．兰州理工学学报200531(6)：5－8．
[11] 张瑞华樊 丁．活性电子束焊接法研究[J]．机械工程学报 20042(30)：132－135．
[12] Dilhtey UGumenyuk AMasny H．Non－vacuum Elecrton Beam Welding[J]．Advnaced Materials Research20053(6)：151－152．
[13] 姚 舜李铸国吴毅雄等．角焊缝真空填丝电子束焊 接[J]．焊接学报20009(13)：86－88．
[14] 锁红波毛智勇刘方军等．聚焦电流电子束填丝焊接 焊缝特征影响[J]．焊接学报20073(28)：53－56．
[15] 锁红波李晋炜吴 冰等．锈钢薄板电子束填丝焊接 间隙裕度研究[J]．航空精密制造技术20074(43)：45－62．
[16] 成旦成永军应 磊等．法兰环缝局部真空电子束焊 接技术研究[J]．核技术20029(9)：749－754．
[17] 刘志华雷学锋赵 兵等．铝合金局部真空电子束焊接 工艺研究[J]．核技术20029(9)：755－757．
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摘
简介绍电子束焊接技术发展基原理应范围着重介绍电子束钎焊活性剂电 子束焊接电子束复合焊接电子束填丝焊局部真空电子束焊接电子束扫描焊接等电子束焊接新 技术国研究现状电子束焊接未发展做出展
Abstract
The development basic principles and application scope of electron beam welding technology are briefly introduced It focuses on the domestic research status of electron beam brazing activator electron beam welding electron beam hybrid welding electron beam filler wire welding partial vacuum electron beam welding and electron beam scanning welding Prospects for the future development of beam welding
关键词
电子束焊接焊接新技术研究进展
Key words
Electron beam welding new welding technology research progress
前言：
电子束发现迄已 100 年历史电子束焊接技术起源德国1948 年前西德物理学家 K．H．Steigerwald 首次提出电子束焊接设想1954 年法国 J．A．Stohr 博士成功焊接核反应堆燃料包壳标志着电子束焊接金属获成功1957 年 11 月法国巴黎召开国际原子燃料元件技术会公布该技术电子束焊接确认种新焊接方法1958 年开始美国英国日前苏 联开始进行电子束焊接方面研究20 世纪 60 年 代国开始事电子束焊接研究 着航空航天微电子核交通运输国防工业飞速发展种高强度高硬度高韧性 铝合金镁合金钛合金耐高温合金等金属材料复合材料广泛应加构件形状日趋复杂化 焊接工艺加工精度表面完整性提出更高求传统焊接工艺难适应高技术制造领域发展趋势材料采包括电子束焊接高束焊接技术优势较电子束焊接高密度电子束作量载体材料构件实现焊接加工新型特种加工工艺方法具传统焊接方法难拟优势特殊功：焊接量密度高 (107 ～109 W／cm2 )容易实现金属材料深熔透焊接 焊缝窄深宽焊缝热影响区焊接工艺参数容易精确控制重复性稳定性[1] 着该技术日趋成熟广泛应电子束焊接技术工艺(电子束钎焊电子束填丝焊电子束扫描焊接活性剂电子束焊接局部电子束真空焊接电子束焊－钎焊复合焊电子束－等离子弧复合焊接)方面取重进展介绍电子束焊 接新研究进展未发展作出展
目录
摘 II
关键词 II
前言： III
电子束焊技术简介 1
1 电子束焊基原理 1
2 电子束焊接技术特点 1
3 电子束焊接分类 2
二 电子束焊研究发展现状 2
1 国外电子束焊接技术研究发展现状 2
2 国电子束焊接技术研究发展现状 3
三 电子束焊接新技术 4
1 电子束钎焊 4
2 活性剂电子束焊接 4
3 电子束复合焊接 5
4 电子束填丝焊 6
5 局部真空电子束焊接 6
6 电子束扫描焊接 6
四 电子束焊接技术发展趋势 7
1 发展功率中压型高压型焊机 7
2 发展具容积焊接工作室真空电子束焊机 7
3 发展具更灵活性动枪式焊机 7
4 发展计算机化真空电子束焊机 8
5 真空电子束焊机动生产线 8
五 结语 8
参考文献 8
电子束焊技术简介
1 电子束焊基原理
电子束焊利空间定高速运动电子束撞击工件表面部分动转化成热焊金属熔化冷凝固形成焊缝
图 1 电子束焊接焊缝成形原理
图1 电子束焊接焊缝成形原理
种电子枪产生高压加速电子光学系统汇聚成功率密度高电子束撞击工件表面电子动转换热金属迅速熔化蒸发高压金属蒸汽作熔化金属排开电子束继续撞击深处固态金属时快焊工件钻出锁性孔(见图 1)孔周围液态金属包围着电子束工件相移动液态金属孔周围流熔池部逐渐冷凝固形成焊缝
2 电子束焊接技术特点
第电子束焊接量密度高材料包括高熔点钨钼等材料焊缝快速熔化般零件身材料熔接成
第二电子束焊接真空中进行防止材料氧化害气体侵入
第三电子束焊接仅量密度高获焊缝深宽焊缝深窄焊接零件变形
第四焊接两种物理性质差异(热传导热容量) 材料构成零件时两种材料时瞬间熔化快速凝固
第五电子束聚细偏转方便焊精细零件焊难达焊接点特殊结构特精细零件电子束焊接非常适宜
第六量密度高焊接速度快热影响区范围
3 电子束焊接分类
电子束加速电压电子束热源特点高(电)压电子束焊接中(电)压电子束焊接低(电) 压电子束焊接分保护焊接熔池金属环境高真空低真空非真空电子束焊接分焊接时整焊件否完全处真空室全真空局部真空电子束焊接分
二 电子束焊研究发展现状
1 国外电子束焊接技术研究发展现状
全球电子束焊接技术较先进国家德国日美国法国等目前工业应中实际应电子束焊接设备般150kW 加速电压200kV次焊厚度钢板约300mm铝合金约50mm电子束焊接设备研制开发具实力国家公司：德国PTR精密技术限公司英国剑桥真空工程限公司英国焊接研究( TMI)法国TECH2META公司乌克兰巴顿电焊研究等日加速电压600kV 功率300kW超高压电子束焊机已问世次焊200mm锈钢深宽达70：1德国阿亨学研制DIABEAM系统电子束特性进行定量研究分析电子束流品质焦点焊缝成形影响日俄德开展双枪填丝电子束焊技术研究厚度板第次焊接基础通第二次填丝弥补顶部凹咬边缺陷日采双枪实现薄板超高速焊接反面飞溅成形良法国研制成功双金属三金属薄带材电子束焊机颇引关注着电子束焊接技术工业领域渗透应特精密加工原子航空航天领域应前景国研究者竞相展开电子束焊接基础理应技术研究美国独联体国研究员利电子束碳钢合金钢锈钢钛合金铝合金高强钢等材料进行焊接工艺试验电子束焊接工艺参数(加速电压焊接电流焊接速度聚焦电流焦点位置等) 接头组织性影响进行研究合理优化焊接工艺保证焊接接头质量提供理
2 国电子束焊接技术研究发展现状
20世纪60年代初国开始踪世界电子束焊接技术发展开始电子束焊接设备工艺研究工作航空工业总公司北京航空工艺研究广西桂林电器科学研究中科院沈阳金属研究均较早开展项工作单位已研制生产出类型功电子束焊机百台20年出现关键部件(电子枪高压电源等) 引进部件国配套引进方式国研制成功国第台生产中GDH—15型高压电子束焊机：加速电压150kV功率15kW焊机已航空动力机械制造中解决航空发动机关键部件焊接产品返销国外北京航空工艺研究1992年研制成功ZD150—5A型高压电子束焊机焊机国第台行设计行制造高压电子枪型真空室高压电子束焊机填补国空白达时世界先进水国中功率电子束焊机已接赶国外类产品先进水明显性价格优势20年关电子束焊接文献集中焊接工艺参数优化焊接冶金穿透机理研究焊接技术应焊接接头基力学行等方面国电子束焊焊接技术工业中进步应需解决问题：焊接性稳定性质量线检测技术发展新产品设计电子束技术机结合焊缝动中踪适应控制技术发展深穿透机理电子束材料交互作等物理现象进步探求
三 电子束焊接新技术
1 电子束钎焊
图 2 钎焊接头示意
图2 钎焊接头示意图
真空电子束钎焊作种高质量高效率精确控制制造技术种精密复杂部件连接制造具非常重意义电子束作加热源进行真空钎焊电子束高速扫描电子束点热源转化面热源实现零件局部高速均匀加热该工艺具普通真空钎焊法拟优越性高温停留时间短减少钎料母材溶蚀输入量精密控量输入路径意编辑等[3]年国外已通电子束钎焊技术实现陶瓷零件[4]碳－碳复合材料[5]立方氮化硼碳化钨基体[6] 换热器板结构[7]连接国电子束复合加工技术应尚未普仅某航空研究飞机换热器板结构进行初步研究 李少青等[8]分采电子束钎焊锈钢板进行连接结果表明接头部位钎缝均匀圆滑 钎焊透率 100％满足技术规范求图 2 示
2 活性剂电子束焊接
活性剂应电子束焊目前活性焊接研究重领域定条件活性剂电子束焊熔深影响现已逐步形成活性电子束焊新技术 传统电子束焊相活性电子束焊特点[9]： (1)活性剂明显减熔池部宽度改变熔池形状 (2)SiO2TiO2Cr2O3 单组元活性剂电子束焊接熔深增加影响 (3) SiO2TiO2Cr2O3 等组成组元锈钢 电子束焊活性剂聚焦电子束焊接熔深增加两倍 (4)活性剂聚焦电流束流电子束焊熔深增加影响柴国明等电子束活性剂焊接 TA15 板材进行堆焊实验结果表明活性剂熔池形状 影响通添加活性剂改变表面张力梯度改善焊缝咬边 樊丁等[10－11]分6 mm 厚 LF21 铝合金10 mm 厚锈钢进行实验结果表明电子束焊 接铝合金表面张力梯度改变理铝合金熔深增加作明显电子束焊接锈钢活性剂增加电子束焊熔深活性剂聚焦电流束流电子束焊熔深增加较影响 着活性焊接机理进步研究新高效活性焊接法应
3 电子束复合焊接
图 3 电子束－等离子弧原理示意
年哈尔滨焊接研究提出新型非真空电子束焊接方法电子束－等离子弧焊接图 3 示采电子束等离子弧相串联叠加起进行焊接电子束通真空等离子枪阴极进入气穿等离子弧熔化金属进行焊接样减电子束量损失助稳定等离子弧 等离子弧保护焊接熔池作附加热源预热工件助改善焊缝成形增加熔深
4 电子束填丝焊
熔性电子束焊接相电子束填丝焊接具许特殊优点填充焊丝电子束焊接技术放宽间隙接面加工精度求降低工艺难度节省成提高生产效率 姚舜等通角焊缝低真空填丝电子束焊接研究详细讨束流形态填充金属送进 聚焦点位置等填丝电子束焊接工艺参数焊缝成形影响结果表明：优先选前送进方送丝方式避免终焊时粘丝现象焊丝送入点必须位电子束流移动方致轴线 锁红波等通 1Cr18Ni9Ti 锈钢板材 Q235 钢填丝焊接实验出：参数选择合适装配间隙 0．4 mm 时均获外观成形良部缺陷焊缝电子束填丝焊接时焊缝截面特征聚焦电流变化时表面焦点处聚集电流中心均存定程度称性 利结果较方便估计工艺裕度区间优化参数
5 局部真空电子束焊接
局部真空电子束焊接技术尺寸结构件焊缝附局部区域建立真空环境进行电子束焊接技术种方法保留真空电子束焊接特点避开庞真空室解决厚工件焊接问题提高焊接质量降低设备成 发展项技术法国德国等国家做量深入研究工作国航天科技集团公司五○ 1986 年研制行程 1．5 m50 kV5 kW 直线型局部真空电子束焊机已卫星燃料贮箱制造中 刘志华等[16－17] 5 mm 厚 LF6 铝合金进行局部真空电子束焊接工艺试验结果表明：采局部真空电子束焊接工艺焊接铝合金完全行焊缝质量真空电子束焊相铝合金局部真空电子束焊时须采较强聚焦较窄焊缝利焊缝成形抑制气孔生成 局部真空电子束焊接技术种先进焊接技术国防工业民工业应前景广阔
6 电子束扫描焊接
电子束扫描焊接作种细化晶粒焊接方法目前应钛合金焊接定程度细化焊缝组织元素偏析降低焊接接头强度提高缺口击韧度
四 电子束焊接技术发展趋势
电子束焊接射束产生焊接工艺基础研究走正规工业生产道路前历20年历史逐步焊接方法成前 工业生产中重加工手段广泛应工业领域年 科学技术进步发展特真空技术高压技术电子技术 计算机技术进步完善电子束焊机发展增添新活力 目前世界国正利方面技术优势研制发展新型电子束焊机发展趋势致
1 发展功率中压型高压型焊机
重型机器制造业发展重型产品吨位断增加减少加工困难更加需采焊接方法进行组合加工重型设备焊缝熔深范围超100mn 需生产功率超100kW电子束焊机型超厚零部件采电子束焊接减变形降低成缩短加工时间提高产品质 量国外已150kV60kW真空电子束焊机次焊接深度达130mm
2 发展具容积焊接工作室真空电子束焊机
真空电子束焊接具系列优点越越型零部件希采电子束焊接受真空室尺寸限制体积重量工件难种方法进行焊接
3 发展具更灵活性动枪式焊机
结构复杂型 重型部件翻转定位调整困难时部位干条角度面焊缝特需电子枪灵活转换位置真空电子束焊机发展具更灵活性动枪式焊机电子束焊接领域迫切课题目前国外已制成动枪式焊机电子枪垂直面旋转35°45°基满足述构件焊接需
4 发展计算机化真空电子束焊机
电子计算机数控技术发展机电体化成前机床工业发展方电子束焊例外目前已生产出带CNC控制系统真空电子束焊机通CNC系统机械坐标(包括焊接工作台电子枪移动)焊接参数进行控制
5 真空电子束焊机动生产线
汽车拖拉机行业需制造系列化传动轴传动齿轮采电子束焊接减少制造困难焊变形焊接参数佳重复精度高焊接速度汽车拖拉机中轴齿轮生产量极真空电子束焊机需加工机床结合组成动生产线种专生产线包括工作误差测量装置工件焊前预热感应加热器等
五 结语
国外学者开展电子束焊接技术研究广度深度断加已焊接理工艺实践取积极研究成果电子束焊接程中电子束金属间深穿快速物理化学冶金作 前研究分析手段局限性焊接机理质研究进步深入着焊接技术发展电子束焊接技术工艺必完善发展
参考文献
[1] 李林贺陈芙蓉郭桂芳．电子束焊接数值模拟技术研究 进展[J]．蒙古石油化工200531(7)：9－10．
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