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；焊接使用能量高、加熱面積使用率高、極強(qiáng)的穿透力、焊接用時少、痕跡小、焊入深度深、對工件影響小、還有就是在對焊接部位的受熱影響上不具有明顯效應(yīng)，在對焊接時的各項(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會使得焊接產(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的真空度的大小。由此可以將電子束焊接分為三個種類高真空焊接、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，在競奪關(guān)口被發(fā)射出來，在電子束在碰到真空或非真空焊接構(gòu)建時具有相當(dāng)大的動力，在接觸瞬間動能轉(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。鏈接時主要依靠的時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。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，對于手邊幾乎無影響。

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刻注意是否對周圍造成影響，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

在對一些微小部件機(jī)型加工時候，需要的焊接技術(shù)相當(dāng)苛刻，同時還要保證焊接環(huán)境的密封性能好和對于焊接部件形狀損害較輕的。特殊者還會對局部的問題有特殊的要求。

（2）封裝焊接

對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。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，這個時候真空焊接技術(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、日本等國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小時就能完成。

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焊接汽車驅(qū)動輪、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)對電子線路和元器件的要求越來越高，電子束焊在電子行業(yè)發(fā)揮著越來越重要的作用。真空電子束用來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，齒間，即斷裂危險區(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，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，但是在這背后趨勢對于這些高精尖技術(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。這使得各個國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，我想在不久的將來我國關(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.