電子束焊接技術(shù)論文
電子束焊接技術(shù)論文
電子束焊接是指運(yùn)用能效高密度大的集成電子束作為能量的載體實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)建之間的焊接加工的一種全新的焊接加工技術(shù)。學(xué)習(xí)啦小編整理了電子束焊接技術(shù)論文，有興趣的親可以來(lái)閱讀一下!
電子束焊接技術(shù)論文篇一
電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用
摘 要： 電子束焊接有自己的優(yōu)勢(shì)，在各行各業(yè)當(dāng)中應(yīng)用十分廣泛，焊接技術(shù)要想獲得高質(zhì)量的焊縫，需要注意很多問題。介紹電子焊接技術(shù)的特點(diǎn)，總結(jié)它在電子、汽車以及航天等領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀;并且通過分析，探討影響電子束焊接質(zhì)量的因素和展望電子束焊接的未來(lái)發(fā)展。
關(guān)鍵詞： 電子束;焊接技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TG439.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597(2012)0310123-01
電子束焊接是把高能密度電子束作為能量的載體來(lái)實(shí)現(xiàn)材料和構(gòu)件焊接的工藝方法，在經(jīng)過了五十多年的發(fā)展之后，電子束焊接技術(shù)不僅僅應(yīng)用在高新的技術(shù)領(lǐng)域，已經(jīng)成為了工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的一項(xiàng)重要的加工工藝。電子束焊接與激光焊接相比，各有各的優(yōu)勢(shì)，電子束焊接的特點(diǎn)有：加熱面積小、焊接的速度很快、輸入的能力密度很高、電子束的穿透深、控制起來(lái)很方便，而且真空焊接沒有受到污染。電子束焊接適合用于高效、精密、穿透深度大或者是特殊的焊接。電子束焊接是一種很好的熱加工手段，而且是比較成熟的技術(shù)，發(fā)展趨勢(shì)也很好，電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和質(zhì)量控制等內(nèi)容都在迅速發(fā)展當(dāng)中。從上個(gè)世紀(jì)六十年代開始我們就開始使用電子焊接技術(shù)，所涉及到的材料包括有色金屬、不銹鋼、陶瓷、合金以及高熔點(diǎn)金屬等等，所涉及到的工件結(jié)構(gòu)很多，主要是精密的中小型的零件。
1 電子束焊接的特征和分類
1.1 電子束焊接的特征
電子束焊接所使用的是高能量密度的電子束，而且所有的電子束集中作用，這使得電子束焊接的形成機(jī)理與其它的焊接有很大的不同。電子束的焊接的程序是：經(jīng)過高壓加速裝置，形成高功率的電子束流，之后使用磁透鏡得到很小的焦點(diǎn)，之后經(jīng)過焊接，電子的動(dòng)能變?yōu)闊崮埽瑢?shí)現(xiàn)焊接的目的。電子焊接的特點(diǎn)是：加熱功率密度大，焊接速度快;可以得到合適的焊接;真空焊接的焊縫有很高的純潔度;焊接工藝具有很強(qiáng)的適應(yīng)性;可以焊接很多金屬材料;熱影響區(qū)域很小，變形小。當(dāng)然，電子束焊接技術(shù)也有不足之處，焊接復(fù)雜，所需要的費(fèi)用會(huì)比較高;對(duì)接頭裝配的要求比較嚴(yán)格;真空焊接的時(shí)候受到工作室的限制，每次都需要重新抽真空;冷卻會(huì)快速凝固，很容易引起焊接的缺陷;容易受到磁場(chǎng)的干擾。
1.2 電子束焊接的分類
根據(jù)真空度的差異，可以分為非真空電子束焊接、低真空電子束焊接和高真空電子束焊接。非真空電子束焊接是在大氣壓力的環(huán)境下焊接，在焊接的過程當(dāng)中，束流會(huì)進(jìn)入大氣之前先經(jīng)過充滿氦的空間之后，然后會(huì)與氦氣一起進(jìn)入到大氣當(dāng)中。低真空電子束焊接比高真空電子束的電束寬、成本低，而且效率高，能夠大大減弱焊接過程當(dāng)中的金屬蒸發(fā)。高真空電子束焊接的電子散射小，穿透力度大，適合用于質(zhì)量要求高的焊接當(dāng)中，而且應(yīng)用很廣泛。根據(jù)電子槍加速電壓可以分為低壓電子束焊接、中壓電子束焊接和高壓電子束焊接。根據(jù)電子束對(duì)材料的加熱機(jī)制可以分為熱傳導(dǎo)焊接和深熔焊接。
2 電子束的應(yīng)用
在發(fā)電設(shè)備當(dāng)中的應(yīng)用。電子束焊接技術(shù)取代了傳統(tǒng)的焊接技術(shù)，比如，真空電子束焊接技術(shù)取代了埋弧焊接工藝，縮短了焊接的時(shí)間。在汽車工業(yè)方面的應(yīng)用。在汽車工業(yè)當(dāng)中使用電子束焊接技術(shù)省去了破口的制作準(zhǔn)備，在真空條件下焊接可以清除了裂紋和產(chǎn)生氣孔的缺陷，獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。在核工業(yè)方面的應(yīng)用。電子束焊接最早就是應(yīng)用在核工業(yè)當(dāng)中，也獲得了發(fā)展，比如，在離子推進(jìn)系統(tǒng)當(dāng)中，可以應(yīng)用到多種金屬的焊接當(dāng)中，焊接不僅僅沒有裂紋以及泄漏，而且變形也變得很小。
在電子元器件的應(yīng)用。真空電子束焊接可以取代傳統(tǒng)的焊接技術(shù)。一些電子線路以及元器件需要在焊接之后保持在真空裝置當(dāng)中，焊縫不能夠有雜質(zhì)。在機(jī)械奇跡當(dāng)中的應(yīng)用。把電子束使用到硬度很高的金屬的切斷當(dāng)中，可以把高速鋼型材料焊接在柔韌的載體帶上面去。在航天方面的應(yīng)用。電子束焊接技術(shù)使用到了壓縮機(jī)箱體以及飛機(jī)染料的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等方面。電子束焊接還應(yīng)用到了航天飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配焊接當(dāng)中。
3 保證電子束焊接質(zhì)量的影響因素
在焊接實(shí)踐中，會(huì)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(duì)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(diǎn)焊縫，還有等截面焊縫和變截面焊縫等。為了達(dá)到最佳焊接效果，焊縫結(jié)構(gòu)和配合間隙的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，既要考慮工件(部件)在整機(jī)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(shí)施焊接之前，應(yīng)該與工程設(shè)計(jì)人員共同討論焊接件的焊縫結(jié)構(gòu)，或通過工藝試驗(yàn)確定合理的結(jié)構(gòu)與間隙尺寸。
對(duì)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(duì)被焊接的工件需要進(jìn)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(dá)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?yàn)樗嗌婕暗讲牧辖M織的相變問題。輔助預(yù)熱和退火。利用電阻爐來(lái)對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱和退火。我們?cè)谶M(jìn)行陶瓷與金屬的焊接工藝試驗(yàn)時(shí)，化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(dá)到了良好效果，取得了陶瓷與金屬焊接的成功。
我們通過長(zhǎng)期的試驗(yàn)和應(yīng)用研究，找到了一些通用規(guī)律和特殊的經(jīng)驗(yàn)，雖然不可能包羅全部，但對(duì)于從事電子束焊接工作者，可能會(huì)有一些幫助。
參考文獻(xiàn)：
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作者簡(jiǎn)介：
張川(1990-)，河北省邯鄲人，浙江傳媒學(xué)院學(xué)生，研究方向：電子科學(xué)與技術(shù)。
電子束焊接技術(shù)論文篇二
淺析電子束焊接技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用
【摘要】電子束焊接是指運(yùn)用能效高密度大的集成電子束作為能量的載體實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)建之間的焊接加工的一種全新的焊接加工技術(shù)。這樣焊接技術(shù)擁有著奇特焊接技術(shù)難以往及性能和優(yōu)勢(shì);焊接使用能量高、加熱面積使用率高、極強(qiáng)的穿透力、焊接用時(shí)少、痕跡小、焊入深度深、對(duì)工件影響小、還有就是在對(duì)焊接部位的受熱影響上不具有明顯效應(yīng)，在對(duì)焊接時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)的控制相當(dāng)精確，并且減少了工藝上的重復(fù)和整體焊接的穩(wěn)定性能，在進(jìn)行焊接工作時(shí)不需要進(jìn)行燃料的添加，并且由于在焊接過程中采用真空手段，所以在焊接時(shí)免受了污染。由于電子束焊接具有了上述的優(yōu)點(diǎn)使得他在電子、汽車、航天等高精尖工業(yè)領(lǐng)域工業(yè)被廣泛的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】電子焊接;電子束;工業(yè)
一、電子束焊接的特點(diǎn)
因?yàn)槭怯捎陔娮邮怯捎诟呙芏入娮拥木奂a(chǎn)生的，所以在電子束用于焊接時(shí)會(huì)使得焊接產(chǎn)生的融化小孔有所變化，根據(jù)融化小孔的變化可以推斷出電子束焊接時(shí)的真空度的大小。由此可以將電子束焊接分為三個(gè)種類高真空焊接、低真空焊接和非真空焊接。電子束焊接中電子束的形成是經(jīng)過高壓加速器進(jìn)行高壓加速，在通過內(nèi)部的磁透鏡進(jìn)行匯聚進(jìn)行成束，在競(jìng)奪關(guān)口被發(fā)射出來(lái)，在電子束在碰到真空或非真空焊接構(gòu)建時(shí)具有相當(dāng)大的動(dòng)力，在接觸瞬間動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，形成極高溫度進(jìn)而將金屬消融，達(dá)到焊接的作用。其中關(guān)于電子束的特點(diǎn)主要具有以下幾個(gè)方面：
1、電子束焊接技術(shù)能偶產(chǎn)生相當(dāng)之高的溫度，能夠融化任何材料，并且焊接速度快。鏈接時(shí)主要依靠的時(shí)材料之間的自我融合。
2、電子束由于是在真空環(huán)境中進(jìn)行焊接，早根本上防止了其他氧化雜雜質(zhì)的參與，提高了焊接部件的純度。
3、由于電子束中電子含有的能量極高，所致溫度夠高，所以加工的構(gòu)建焊縫深且窄，并且對(duì)于構(gòu)建的形狀影響較小。
4、由于電子束的束寬小，所以在進(jìn)行換位焊接時(shí)較為方便，并且因?yàn)槿绱怂诤附泳?xì)部件上擁有極大的優(yōu)勢(shì)。又由于他溫度極高，所以又可焊接熔點(diǎn)高的材料。尤其在航天領(lǐng)域應(yīng)用極為平常。
5、能量高、束寬小。焊接成效快，對(duì)于手邊幾乎無(wú)影響。
二、電子束焊接在電子和儀表工業(yè)中的應(yīng)用
電紙書焊接被應(yīng)用最為廣泛的兩個(gè)行業(yè)就是電子加工行業(yè)和一起工業(yè)，因?yàn)檫@些紅葉在焊接器材才要求的焊接純度較高，只要在高真空度的電子書焊接技術(shù)才能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，所以在這些工業(yè)中電子束焊接技術(shù)占有著重要的地位。
1、電子元器件焊接
(1)精密電子元器的焊接
由于電子元件太過精密導(dǎo)致在焊接過程中要時(shí)刻注意是否對(duì)周圍造成影響，這種情形形下采用電子束焊接技術(shù)的話就能很好的比秒對(duì)于周圍精密部位的影響，而且焊接溫度也能夠達(dá)到電子元件的要求。他能夠極大的提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。
(2)特殊工件的焊接
在電子工業(yè)中一些部件的整體焊接難度過大，一般對(duì)于這種情況就采取分開焊接的手段，在組合成型。
2、儀表元件的焊接
(1)傳感器的封裝焊接
在對(duì)一些微小部件機(jī)型加工時(shí)候，需要的焊接技術(shù)相當(dāng)苛刻，同時(shí)還要保證焊接環(huán)境的密封性能好和對(duì)于焊接部件形狀損害較輕的。特殊者還會(huì)對(duì)局部的問題有特殊的要求。
(2)封裝焊接
對(duì)于在焊接過程中有真空度要求的焊接工藝電子束焊接技術(shù)擁有著先天上的優(yōu)勢(shì)。即一些儀表期間的封裝焊接。還有一些超導(dǎo)材料的焊接由于材料的特性，不允許雜質(zhì)的混入，這個(gè)時(shí)候真空焊接技術(shù)正好使用。
三、電子束焊接在工業(yè)中的應(yīng)用
1、飛機(jī)和航天飛行器
電子束已被用來(lái)將鈦鍛件焊接成新型直升機(jī)的轉(zhuǎn)翼，現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)翼箱等。發(fā)動(dòng)機(jī)上一些其他部件如透平罩、壓縮機(jī)箱體以及飛機(jī)的燃料驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和著陸起落架等也都采用了電子束焊接。
由于電子束焊接的變形和熱影響區(qū)小，已被用于航天飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配焊接，如主燃燒室、熱氣歧管、高(低)壓燃料渦輪泵、高(低)壓氧化劑渦輪泵、燃料預(yù)燃燒室、氧化劑預(yù)燃燒器等間的焊接。
2、發(fā)電設(shè)備
電子束焊接以其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)正在發(fā)電設(shè)備的制造方面取代傳統(tǒng)的焊接方法。如美國(guó)、日本等國(guó)家都已使用真空電子束焊接取代埋弧焊工藝焊接汽輪機(jī)定子和汽輪機(jī)導(dǎo)向葉片。使用埋弧焊需要幾天才能完成的焊接，使用電子束焊接后僅需幾個(gè)小時(shí)就能完成。
3、汽車工業(yè)
使用電子束焊接方法焊接汽車后橋，省去了坡口的制作的準(zhǔn)備。由于在真空條件下施焊，電子束焊接大大地清除了產(chǎn)生氣孔、裂紋、夾渣等這些缺陷的可能，強(qiáng)度得到了保證，獲得了極佳的經(jīng)濟(jì)效益。此外，真空電子束焊接還用來(lái)焊接汽車驅(qū)動(dòng)輪、扭矩變換器、行星齒輪支座、飛輪、滑叉等，都取得了前所未有的效果。
4、電子元器件
隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電子線路和元器件的要求越來(lái)越高，電子束焊在電子行業(yè)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。真空電子束用來(lái)焊接密封晶體管已取代釬代焊焊接晶體管連接接頭。有些電子線路和元器件要求其焊縫在焊完后繼續(xù)保持在真空密封裝置內(nèi)，焊縫不得有腐蝕性雜質(zhì)，電子束焊接正是滿足這種要求的最有效方法。
5、機(jī)械基礎(chǔ)件
電子束也用來(lái)焊接有特殊要求的機(jī)械基礎(chǔ)件，如軸、軸承、齒輪、金屬帶鋸、雙金屬帶等。對(duì)于硬度極高的金屬的切斷，使用電子束，可將高速鋼型材焊在柔韌的載體帶上。適當(dāng)選擇高速鋼型材寬度，使得銑鋸齒時(shí)，齒間，即斷裂危險(xiǎn)區(qū)位于柔韌性載體帶上，這樣，就能使高速鋼齒尖達(dá)到最佳硬度，帶鋸能在最佳經(jīng)濟(jì)效益下實(shí)現(xiàn)最大負(fù)荷。
6、核工業(yè)產(chǎn)品
電子束焊接最早應(yīng)用于核工業(yè)產(chǎn)品部件，近些年來(lái)，在這一領(lǐng)域得到更充分的發(fā)展。如：一種核工業(yè)多種用途的真空電子束焊機(jī)，在離子推進(jìn)系統(tǒng)中，它應(yīng)用于難熔、耐蝕金屬的焊接和不同金屬之間的連接，焊縫無(wú)裂紋和泄漏，變形也相當(dāng)小。
四、總結(jié)
隨著工業(yè)發(fā)展的不斷進(jìn)步，各種高精尖設(shè)備的生產(chǎn)將極大的服務(wù)人類社會(huì)，但是在這背后趨勢(shì)對(duì)于這些高精尖技術(shù)的加工工藝擁有了更加苛刻的要求。電子束焊接技術(shù)能夠滿足現(xiàn)階段所有的高精尖技術(shù)的焊接要求，這使得他在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中得到了極為廣泛的應(yīng)用。并且在其他正在研究的行業(yè)中也發(fā)揮出他獨(dú)特的作用，如原子、航天、核工業(yè)等等。這使得各個(gè)國(guó)家都在電子束焊接技術(shù)的開發(fā)研究上投入了大量的人力物力。我國(guó)在電子束焊接技術(shù)的研究方面也已經(jīng)在不斷的在加大力度，爭(zhēng)取在世界范圍內(nèi)保持著領(lǐng)先的地位。但是由于電子束焊接技術(shù)涉及到了與金屬塊之間的物理化學(xué)作用，導(dǎo)致在現(xiàn)階段的研究上面沒有取得較大的突破，但是這又不斷的研究分析現(xiàn)階段手中的資料以及透徹分析局限性，我想在不久的將來(lái)我國(guó)關(guān)于電子束焊接技術(shù)的研究一定能夠取得里程碑式的突破。
參考文獻(xiàn)
[1]張益坤，成志富.電子束焊接技術(shù)在航天產(chǎn)品中的應(yīng)用.航空制造技術(shù)，2008.
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