現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的設(shè)計(jì)研究

黃興泉 黃國華

【摘要】隨著我國工業(yè)制造儀器的逐漸精密化，對(duì)數(shù)控高真空電子束焊接機(jī)的精密度提出了前所未有的高要求，對(duì)數(shù)控高真空電子束焊接機(jī)的精密性也有了更高的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。本文闡述了現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的設(shè)計(jì)原理，總結(jié)現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的設(shè)計(jì)問題，并針對(duì)這些問題有針對(duì)性地提出了有效的應(yīng)對(duì)措施，以供行業(yè)人士參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】高真空；電子束焊接機(jī)；機(jī)械設(shè)計(jì)；精密

現(xiàn)代精密高真空電子焊機(jī)屬于一種新興的焊接技術(shù)設(shè)備，其在傳統(tǒng)電子束焊接技術(shù)設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行了足夠的完善，使得焊接密度更加細(xì)致精密。焊接熱能影響范圍更小，焊接縫隙更為狹小，焊接更為深入，零件受焊接而導(dǎo)致的變形機(jī)率更低，能夠?qū)崿F(xiàn)密度勻稱、質(zhì)量極佳的焊接狀態(tài)，因而現(xiàn)代精密高真空電子焊機(jī)受到許多對(duì)焊接要求極高的特殊行業(yè)的青睞。如針對(duì)關(guān)系國計(jì)民生的軍工業(yè)產(chǎn)品的特殊零部件的焊接定型，便需要應(yīng)用現(xiàn)代精密高真空電子焊機(jī)設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，從而滿足產(chǎn)品的特定性能要求。然而，由于現(xiàn)代精密高真空電子焊機(jī)設(shè)備研發(fā)時(shí)間相對(duì)較晚，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，很多設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)中存在一些問題，故研究現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的設(shè)計(jì)非常必要。

一、現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的設(shè)計(jì)原理

第一，現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)，其屬于新型精密的焊接設(shè)備，需要融入先進(jìn)的主機(jī)操作系統(tǒng)以及參數(shù)數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)等軟硬件設(shè)備，設(shè)計(jì)出契合工藝以及技術(shù)要求的應(yīng)用性軟件，因而設(shè)計(jì)時(shí)需要注重應(yīng)用軟硬件設(shè)備的先進(jìn)性、科學(xué)性以及可行性，以滿足設(shè)備應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)要求。

第二，現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)利用電子束掃描方式以及能量分布密度進(jìn)行真空焊接，將電子束進(jìn)行分散處理，拓寬掃描的范圍，使得待焊接的零部件能夠獲得焊接部位的勻稱受熱，從而降低零部件被熱能侵蝕的危害，增強(qiáng)了焊接的質(zhì)量與效果。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要重視設(shè)備掃描方式的定位以及能量分布情況的控制，以確保設(shè)備實(shí)現(xiàn)具體范圍的均勻掃描，完成焊接部位受熱均勻，保證焊接的質(zhì)量。

第三，現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)對(duì)于工作環(huán)境的壓強(qiáng)要求較高，一般在需要在特定的壓強(qiáng)范圍內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)需要輔以相應(yīng)的真空條件，確保焊接零部件構(gòu)成元素不被損毀，增強(qiáng)焊接工作的實(shí)效性。

二、現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的設(shè)計(jì)問題

（一）設(shè)計(jì)人員創(chuàng)新意識(shí)不足

現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的設(shè)計(jì)人員，其雖然針對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了分析掌握，然而受到傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的影響較深，因而在進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，往往創(chuàng)新意識(shí)不足，遵循的設(shè)計(jì)理念也較為陳舊，導(dǎo)致設(shè)備應(yīng)用效果受到限制。如現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的設(shè)計(jì)原理中要求，應(yīng)當(dāng)借助相關(guān)軟硬件設(shè)施設(shè)計(jì)出相應(yīng)的應(yīng)用性軟件，而設(shè)計(jì)人員往往只按照固化模式以及傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行該設(shè)計(jì)原理的實(shí)施落實(shí)，致使設(shè)計(jì)應(yīng)用效果不佳。

（二）設(shè)計(jì)人員綜合素養(yǎng)不足

第一，設(shè)計(jì)人員對(duì)于設(shè)計(jì)要素欠缺綜合處理能力。電子束焊機(jī)具有許多設(shè)計(jì)要素，包括設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)、設(shè)備制造的流程、設(shè)備采購的原材料以及設(shè)備應(yīng)用術(shù)等，這些設(shè)計(jì)要素需要進(jìn)行分析融合，然而部分設(shè)計(jì)人員，其信息加工處理能力存在局限性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)要素融合不夠緊密，影響設(shè)備運(yùn)行效果。

第二，設(shè)計(jì)人員針對(duì)設(shè)計(jì)原理缺乏創(chuàng)新應(yīng)用能力。部分設(shè)計(jì)人員不愿意進(jìn)行設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新，在設(shè)計(jì)應(yīng)用方式以及應(yīng)用設(shè)備等方面，往往參照前人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模仿設(shè)計(jì)，為考慮設(shè)備應(yīng)用的具體環(huán)境以及相關(guān)要求，致使設(shè)計(jì)出設(shè)備與具體操作環(huán)境以及相關(guān)應(yīng)用要求存在差距，從而制約著應(yīng)用的效果。

（三）設(shè)計(jì)部門管理不夠科學(xué)

第一，設(shè)計(jì)部門任務(wù)分配不嚴(yán)謹(jǐn)。在設(shè)計(jì)中，針對(duì)設(shè)計(jì)方面任務(wù)的下達(dá)分配不夠嚴(yán)謹(jǐn)，往往存在設(shè)計(jì)人員任務(wù)銜接配合不緊密，甚至出現(xiàn)少數(shù)設(shè)計(jì)任務(wù)沒有落實(shí)的部門，導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作開展不夠順利，設(shè)計(jì)方面的部分缺陷以及瑕疵現(xiàn)象隨之出現(xiàn)，從而埋下相應(yīng)的安全隱患，無法有效保障設(shè)備運(yùn)行的安全性。根據(jù)精密高真空電子束焊機(jī)的設(shè)計(jì)原理，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境需要處于特定壓強(qiáng)與相應(yīng)的真空條件下，如果設(shè)計(jì)部門管理不夠嚴(yán)謹(jǐn)，則可能出現(xiàn)設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)備作業(yè)的真空以及壓強(qiáng)預(yù)計(jì)不精密，一旦而設(shè)計(jì)管理部門未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將導(dǎo)致環(huán)境不滿足設(shè)備運(yùn)行需要，可能引發(fā)安全事故。

第二，設(shè)計(jì)部門管理工作操作不規(guī)范。部分設(shè)計(jì)部門管理人員在開展工作時(shí)，會(huì)出現(xiàn)管理隨意現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為：對(duì)設(shè)計(jì)人員管理標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、管理流程把握不準(zhǔn)、管理事項(xiàng)重復(fù)以及管理職責(zé)權(quán)限不明確等。如針對(duì)電子束焊機(jī)的掃描方式以及能力分布密度設(shè)計(jì)工作進(jìn)行管理時(shí)，存在管理流程把握不準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等現(xiàn)象，嚴(yán)重制約著設(shè)備應(yīng)用的實(shí)際效果。

三、現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)設(shè)計(jì)問題的應(yīng)對(duì)措施

（一）創(chuàng)新設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)理念

對(duì)于現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的設(shè)計(jì)人員來說，需要不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念，摒棄傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的局限性，打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的桎梏，選擇先進(jìn)科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，針對(duì)實(shí)際情況，立足應(yīng)用環(huán)境需要，進(jìn)行設(shè)計(jì)理念的合理貫徹，使得設(shè)計(jì)理念充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，讓其發(fā)揮其應(yīng)用性能。如針對(duì)現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的應(yīng)用性軟件的設(shè)計(jì)方面，需要遵循先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，將設(shè)計(jì)理念與實(shí)際要求結(jié)合應(yīng)用，積極發(fā)揮設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)作用。

（二）培養(yǎng)設(shè)計(jì)人員綜合素養(yǎng)

第一，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)針對(duì)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行科學(xué)處理。設(shè)計(jì)人員針對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)的相關(guān)要素，需要進(jìn)行科學(xué)的分析，提取出相關(guān)有效的設(shè)計(jì)要素，針對(duì)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行整理分類，積極整合優(yōu)化相關(guān)設(shè)計(jì)要素，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要素的全面融合。如對(duì)于現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要提取出設(shè)備包括的結(jié)構(gòu)，針對(duì)結(jié)構(gòu)使用性能，選擇適合的原材料，并選取科學(xué)可行的設(shè)計(jì)工藝，從而提升設(shè)備結(jié)構(gòu)的實(shí)用性。

第二，設(shè)計(jì)人員需要不斷培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用能力。關(guān)于現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)設(shè)計(jì)原理的創(chuàng)新應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員需要不斷學(xué)習(xí)創(chuàng)新應(yīng)用的理念，形成創(chuàng)新應(yīng)用的思維，構(gòu)建創(chuàng)新應(yīng)用的路徑，開辟創(chuàng)新應(yīng)用的方向，針對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)原理進(jìn)行個(gè)性化、實(shí)用化以及科學(xué)化的創(chuàng)新應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)計(jì)方面的有效創(chuàng)新。

（三）規(guī)范設(shè)計(jì)部門管理過程

第一，運(yùn)用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的布置。電子束焊機(jī)設(shè)計(jì)工作的相關(guān)部門，需要明確劃分工作任務(wù)以及權(quán)利義務(wù)，杜絕工作任務(wù)的重疊以及遺漏等現(xiàn)象，做到每項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)都有落實(shí)部門，并將具體任務(wù)下達(dá)至具體責(zé)任人，盡可能避免設(shè)備設(shè)計(jì)存在缺陷，從而保證設(shè)備的運(yùn)行功能。

第二，逐漸規(guī)范設(shè)備設(shè)計(jì)方面的管理工作。對(duì)于管理人員，需要明確管理工作的性質(zhì)與作用，把握管理工作的標(biāo)準(zhǔn)以及流程，實(shí)現(xiàn)管理的分工責(zé)任制，避免重復(fù)管理，明晰管理權(quán)利義務(wù)關(guān)系，做到管理職責(zé)落實(shí)到位，管理職權(quán)應(yīng)用正確，管理效果發(fā)揮全面，從而利導(dǎo)設(shè)備的有效研發(fā)制造。

四、結(jié)語

縱觀現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)的設(shè)計(jì)，不難發(fā)現(xiàn)其設(shè)計(jì)具有許多要求以及要素，要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，契合相關(guān)焊接材料的需求，應(yīng)當(dāng)明確現(xiàn)代精密高真空電子束焊機(jī)設(shè)計(jì)的重要性與必要性，并借助科學(xué)合理的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)手段以及設(shè)計(jì)流程等要素，促進(jìn)設(shè)計(jì)發(fā)揮科學(xué)性、可行性以及實(shí)用性等應(yīng)用效果，這樣才能助推企業(yè)發(fā)展。

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作者簡介：黃興泉（1986.10—），男，廣西南寧人，助理工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)；黃國華（1982.04—），男，廣西桂林人，助理工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。