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用电子束进行定位焊是装夹工件的有效措施,其优点是节约装夹时间和经费。可以采用焊接束流或弱束流进行定位焊,对于搭接接头可用熔透法定位,有时先用弱束流定位,再用焊接束流完成焊接。
电子束焊机成本高。工件装配、接缝与电子束对正,都要求有较高的精度。但电子束焊的多能性和,往往能补偿其高成本,因此在汽车、原子能、航空、航天等许多工业中已成为重要的焊接方法之一。
1.在大批量生产中将有较大的发展。例如:在汽车工业中,采用电子束焊技术焊接汽车的齿轮和后桥,可以提高工效、降低成本、减轻零件的质量。
2.在航空航天工业中,电子束焊技术将继续扩大其应用,并发展电子束焊在线检测技术。
3.由于电子束在厚大件焊接中树一帜,所以在能源、重工业中大有用武之地。
4.在修复领域,电子束焊技术将是有价值的工艺方法之一。
5.电子束焊的焊接设备将趋向多功能及柔性化。电子束焊已属成熟技术,随着应用领域的扩大,出于经济方面的考虑,多功能电子束焊的焊接设备和集成工艺以及电子束焊机的柔性化将越来越显得重要。
6.电子束焊将是实现空间结构焊接的强有力工具。
窄焊缝(熔化区)要求焊前对工件进行精细的准备;焊接接头边缘需加工;焊接接头要求没有装配间隙或非常小的间隙(通常无填充金属);真空下进行焊接可能使被焊工件的尺寸受限制;大规格工件需定制特殊设备;特殊工件需采用局部真空电子束焊;对带磁的部件敏感,即电子路径受磁场韵影响;从阴极至工件轰击点的磁场;针对被焊金属工件内部磁场退磁。
通常情况下,根据电子枪的类型选取某一数值,在相同的功率、不同的加速电压下,所得焊缝深度和形状是不同的。提高加速电压可增加焊缝的熔深,在保持其他参数不变的条件下,焊缝横断面深宽比与加速电压成正比例。当焊接大厚件并要求得到窄而平的焊缝,或电子枪与焊件间的距离较大时可提高加速电压。在这次试验中,由于焊接距离较大,因此,要对达到8mm厚的铝合金件达到焊透的效果,加速电压基本控制在30~60kV。
焊件表面与电子枪的工作距离影响电子束的聚焦程度,工作距离变小时,电子束的压缩比增大,使电子束斑点直径变小,增加了电子柬功率密度。而工作距离太小,会使过多的金属蒸汽进入枪体造成放电。在不影响电子枪稳定工作的前提下,应尽可能采用短的工作距离。在本次试验中,采用水平的焊枪,在夹具设计完成后,已经确定了焊接的工作距离为455mm。这是所有焊接参数中,确定且不变的一个参数。
由于焊缝及其热影响区发生了复杂的物理化学变化,其组织成分和性能已不同于母材,所以焊接后一般要通过热处理来改善焊缝和热影响区的组织,消除残余应力,促使残余的氢逸出,从而提高焊接接头的韧性,增强零件抵抗应力腐蚀的能力,零件形状和尺寸的长期稳定。