电子束焊PPT课件.ppt

焊工（技师、高级技师）第九章电子束焊 了解电子束焊的特点，能够针对特殊材料和结构选择电子束焊焊接方法二、电子束焊的特点二、电子束焊的特点(1)功率密度高　电子束焊常用的加速电压为30~150kV，电子束电流为20~1000mA，聚焦后的电子束焦点直径约为0.1~1mm，所以，电子束的功率密度可达104~109W/cm22)快速、精确地控制　通过电场、磁场可对电子束作快速、精确的控制，而激光只能通过透镜和反射镜控制，速度较电子束慢3)穿透能力强　电子束斑点尺寸极小，功率密度大，穿透能力强，焊缝深宽比(深度与宽度比)达50∶1，可一次焊透的不锈钢一、电子束焊的原理一、电子束焊的原理第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述(4)焊接速度快　电子束焊能量集中，熔化速度快，一般焊接速度在1000mm/min以上5)焊件变形小　电子束焊时，功率密度大，焊缝自上到下宽度均匀，称为“平行焊缝”6)焊缝性能好　电子束焊时，高温作用时间短，合金元素烧损少，能避免焊接接头晶粒长大，使焊接接头力学性能好，焊缝抗腐蚀性能高7)焊接金属质量高　在真空环境中焊接，不仅可以防止熔化金属受到氢、氧、氮等有害气体的污染，而且还有利于焊缝金属的除气和净化。

第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述(8)电子束容易受控　焊接参数易于精确调节，通过控制电子束的偏移，可以实现对复杂焊缝的自动焊接，在焊接过程中可以通过电子束扫描熔池来消除缺陷，从而提高焊接接头质量9)可焊接材料多　不仅能焊接金属和异种金属材料的接头，还能焊接非金属材料，如陶瓷、石英玻璃等10)自动化程度高　电子束焊焊接参数容易实现机械化、自动化控制，在焊接过程中，重复性、再现性好，确保产品质量的稳定性1)设备比较复杂，价格昂贵第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述2)电子束焊接时，焊件的尺寸常受到真空室尺寸的限制3)焊前对焊件的加工、装配要求比较严格，准备工作比较仔细4)电子束容易受杂散的电磁场的干扰，影响焊接质量5)电子束焊接过程中，将产生X射线，需要严加防护，以保证操作人员的健康和安全第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述三、电子束焊的分类三、电子束焊的分类1)高压电子束焊(120kV以上)，工业上常用的高压真空电子束焊机的加速电压为150kV，功率一般都小于40kW。

2)中压电子束焊接(60~100kV)，常用的中压真空电子束焊机的加速电压为60kV，功率一般都小于75kW3)低压电子束焊(40kV以下)1)高真空电子束焊　焊接是在10-4~10-1Pa的压强下进行的，良好的真空条件，可以很好地保护焊缝熔池，防止金属元素的氧化和烧损第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述(2)低真空电子束焊　焊接是在10-1~10Pa的压强下进行的，虽然真空度不高，但是，在10-1~10Pa的压强下，束流密度及其相应的功率密度的最大值，与高真空的最大值相差很小3)非真空电子束焊　成本低、效率高，在汽车生产线上可连续进行焊接第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述第一节　电子束焊概述一、电子枪一、电子枪图9-1　三极电子枪(1)直接加热式阴极　加热电流的类型和大小是影响阴第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备极寿命、电子束稳定的主要因素2)间接加热式阴极　在加热灯丝和阴极之间应加几千伏的电压，使阴极受到热电子的撞击而升温，这种电极的热惯性大、寿命长、形状稳定。

第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备二、供电电源二、供电电源(1)高压电源　直流高压电源是用来建立阴极-阳级之间的高压电场，对于保证电子束斑点的质量、参数的稳定、聚焦和偏转等起到很重要的作用2)阴极加热电源　直热式阴极加热电源应采用具有良好滤波的直流电源，要求不高的专用电子束焊机也可以采用交流电供电3)偏压电源　为了使电子束流在允许的范围内稳定，偏压电源及其控制系统应具有良好的调节特性(一般能在100~2000V之间调节)三、真空系统三、真空系统第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备四、真空室四、真空室五、运动系统五、运动系统六、电气控制系统六、电气控制系统七、辅助系统七、辅助系统第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备第二节　电子束焊的焊接设备一、加速电压一、加速电压UaUa二、电子束流二、电子束流IaIa1)改变束流，在焊接不同厚度的材料时，可以得到不同的熔深2)在厚大件焊接时，由于焊接速度较低，随着焊件温度的增加，焊接电流要逐渐的减小。

3)环缝焊接时，在环缝的起始和收尾处，为了获得良好的搭接质量，要控制束流的递增和递减三、聚焦电流三、聚焦电流If If四、焊接速度四、焊接速度vbvb五、工作距离五、工作距离H H第三节　电子束焊的焊接参数第三节　电子束焊的焊接参数第三节　电子束焊的焊接参数第三节　电子束焊的焊接参数一、碳素钢的电子束焊一、碳素钢的电子束焊二、难熔金属的电子束焊二、难熔金属的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊1)焊前用化学方法，仔细清洗待焊处及对接边缘的油、污、锈、垢及氧化膜2)采用小功率电子束机焊接前，要对焊件进行仔细的清洗、预热和焊后热处理3)从结构设计角度考虑，尽量避免焊缝金属承受弯曲负载；从焊件焊前在夹具上进行装配时，要考虑焊缝冷却时因收缩而产生的应力表9-1　部分难熔金属电子束焊的焊接参数第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊三、铝及铝合金的电子束焊三、铝及铝合金的电子束焊1)如果铝合金中含有较多的强化元素镁和锌，由于它们的蒸发温度低，蒸汽压高，在焊接过程中会造成这些元素的蒸发损失，既影响了铝合金的化学成分，又因为金属蒸汽而导致焊接过程的不稳定。

2)热处理强化铝合金焊接时，会在焊接接头出现退火软化区① 焊件表面在焊前应用化学方法清洗，仔细清洗待焊处及对接边缘的油、污、锈、垢及氧化膜② 为了减小焊接变形，提高焊接接头的力学性能，应该选用高电压、小电流以及高的焊接速度，以减小热输入第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊③ 焊接含有锌、镁元素的高强度铝合金时，为防止过量的金属蒸汽，应该适当降低电子束的能量密度铝及铝电子束焊的焊接参数见表9-2表9-2　铝及铝电子束焊的焊接参数第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊四、纯铜的电子束焊四、纯铜的电子束焊表9-3　纯铜电子束焊的焊接参数第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊五、钛及钛合金的电子束焊五、钛及钛合金的电子束焊1)焊前用化学方法，仔细清洗待焊处及对接边缘的油、污、锈、垢及氧化膜2)填充焊丝或填片在焊前要进行真空退火除氢3)薄板焊接时，应采用卷边接头形式4)为防止焊缝金属晶粒长大，应选用高电压、小束流的焊接参数进行焊接。

5)对于高温条件下使用的钛合金焊件，其工艺流程是：退焊接固熔处理时效表9- 4　钛及钛合金电子束焊的焊接参数第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊第四节　常用材料的电子束焊一、电子束焊的危害性一、电子束焊的危害性1)电子束焊接前，在调整电子束斑时，由于防护不当，容易损伤操作者的视觉2)焊接过程中，操作者直接观察熔池，眼睛容易受伤害1)难熔金属焊前预热(有的高达1300~1700℃)、焊后退火处理时，如操作不当或防护不好，容易受到灼伤和烫伤第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护2)焊接难熔金属和活泼金属时，在金属熔融的蒸汽中，含有毒、有害的物质，一旦泄露出去，容易造成人员中毒或窒息3)在电子束焊过程中，如防护不当，操作人员易受高频磁场的危害4)在电子束焊过程中，会产生X射线，如果防护不好或操作不当，操作人员易受X射线的危害5)电子束焊的电气接地系统如果失效(线路被腐蚀、碰撞、焊接电流过大、绝缘老化等)，会造成人员的触电危害第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护二、电子束焊的安全防护技术二、电子束焊的安全防护技术1)电子束焊机的高压电源和电子枪，应有足够的绝缘和良好的接地。

2)进行绝缘试验的电压，应为额定电压的1.5倍3)安装专用接地地线，其接地电阻应小于3Ω，外壳接地应用粗铜线4)在进行维修或更换阴极组件前，应首先切断高压电源，并用放电棒接触准备更换的零件，以防电击2.防止X射线辐射3.加强操作间及设备间的通风和环境洁净，防止烟尘危害第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护第五节　电子束焊的安全防护。