电子束焊接：技术、设备、特点和工作原理

这种焊接方法最早出现于1958年。电子束焊接可以将金属焊接在一起。电子束焊接是指将两种金属在连接处连接起来。它在真空中进行，可以焊接各种设计和尺寸的部件，并产生高度抛光的焊缝。

电子束由特殊装置形成，其电子动能用于连接金属。金属焊接采用脉冲束。这种电子束能量密度极高，脉冲频率在 100 至 500 Hz 之间。它用于焊接镁和铝等挥发性金属。在这些参数下，熔深会增加。它可以焊接各种厚度的金属，但必须始终考虑金属的类型、厚度和结构。

薄板也能成功连接，但在焊接工艺开始前需要进行试运行，以正确确定暂停脉冲比。暂停期间的散热有助于减小热影响区。焊接小型部件时，光束必须准确击中较窄的焊缝，因此首先需要在测试样品上检查光束位置。光束必须精确击中待连接的焊缝，既不能太低也不能太高，否则接头质量不佳。光束参数需要通过工艺实验进行验证。之后，对所有必要部件进行批量焊接。

在电子束焊接中，电子束本身或工件通过偏转系统移动。该系统允许电子束在焊缝上、沿焊缝以及更复杂的轨迹上振荡。有低压和高压两种型号可供选择。低压型号用于焊接厚度为 0.5 毫米及以上的金属，而高压型号则用于焊接更厚的金属。

电子束焊接产生的真空显著降低了电子与空气分子碰撞造成的动能损失，并为电子枪中的阴极提供了热和化学保护。真空度约为10-4至10-6毫米汞柱（mmHg）。金属穿透主要由电子束的压力、固体金属内部释放的热量以及蒸发金属的强大压力所致。电子束加工的质量和类型取决于材料的热物理性质、电子束参数和脉冲持续时间，但与材料的机械性能无关。因此，电子束焊接可以加工石英、陶瓷和宝石。它被成功用于焊接难熔金属以及飞机和仪器仪表工业中使用的金属。根据真空室的大小，可以连接较厚的部件。

电子束焊接的优点：

• 可以一次性焊接厚度为0.1至200毫米的部件，在不同条件下甚至可以焊接更厚的部件；
• 该工艺成本低廉，所需能量比电弧焊少 10-15 倍；
• 金属中没有气体饱和，从而增加了焊缝的强度；
• 高质量焊接，深金属渗透。

这种焊接方式的缺点：

• 接缝根部有时会出现未煮熟的接缝；
• 连接到工作室以产生真空。