电子束焊的焊接参数有哪些_电子束焊的特点


原标题:电子束焊的焊接参数有哪些_电子束焊的特点
电子束焊的焊接参数是影响焊缝质量和焊接效果的关键因素,主要包括以下几项:
加速电压(Ua):加速电压参数在多数电子束焊中往往保持恒定,根据电子枪类型通常选取特定数值,如60kV或150kV。加速电压升高会使电子束功率增大,提高功率密度,进而使焊缝深度及宽度增加,且熔深增加幅度远大于熔宽。例如,焊接5mm不锈钢时,加速电压从22kV增加到32kV,熔深增加4倍,熔宽增加1倍多。
电子束电流(Ib):电子束电流与加速电压共同决定电子束焊的功率。增加电子束电流,熔深和熔宽都会增加。但由于空间电荷效应和热扰动加剧,电子光学系统的聚焦性能会变差,焦点功率密度增加较低,所以熔深增加较小。在实际焊接中,常通过调整电子束电流来满足不同工艺要求,如焊接环缝时控制电流的递增、递减以获得良好的起始、收尾搭接处质量;焊接不同板厚材料时改变电流以得到不同熔深;焊接厚大件时,因焊接速度较低,随着焊件温度增加,电子束电流需逐渐减小。
焊接速度(v):焊接速度和电子束功率共同决定焊缝的熔深、焊缝宽度以及被焊材料熔池行为。焊接速度增加时,线能量减少,焊缝熔深、熔宽均减少;降低焊接速度时,焦点功率密度不变,对熔深影响不大。合适的焊接速度范围能使熔化和凝固速度达到理想状态,且表面张力等于焊接接头根部的重力,从而产生接近平坦的焊缝表面。
聚焦电流(Ir):电子束聚焦状态对熔深及焊缝成形影响很大,焦点变小可使焊缝变窄、熔深增加。薄板焊接时,应使焦点位于工件表面;当被焊工件厚度大于10mm时,通常采用下焦点焊(即焦点处于焊件表面的下部),且焦点在焊缝熔深的30%处;厚板焊接时,应使焦点位于工件表面以下0.5 - 0.75mm的熔深处,例如当被焊工件厚度大于50mm时,焦点在焊缝熔深的50% - 70%之间较为合适。
工作距离:焊件表面与电子枪的工作距离会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,增加了电子束能量密度,熔深相应增大。但工作距离太小会使过多金属蒸气进入枪体中导致放电,因而在不影响电子枪稳定工作的前提下,应采用尽可能短的工作距离。
电子束焊的特点
优点
功率密度高,焊缝深宽比大:电子束焊接时常用的加速电压范围为30 - 150kV,电子束电流20 - 1000mA,电子束焦点直径约为0.1 - 1mm,电子束功率密度可达10⁶W/cm²以上,焊缝深宽比大,可达50:1,能焊接厚件时不开坡口一次成形。
焊接速度快,热影响区小,焊接变形小:电子束焊接时能量高度集中,局部高温使焊接部位快速升温、熔化,随后凝固,焊接速度快,且热影响区窄,焊接变形小。
焊缝纯净度高:在真空条件下焊接,可防止工件氧化,使焊缝纯净度高,几乎不存在焊缝污染。
工艺适应性强,可焊材料多:焊接参数易于控制,工艺适应性强,可靠性及重复性好。可用于异种金属材料焊接,包含部分陶瓷材料,如能焊接钢材、低熔点金属(镁、铝等)、难熔金属(钨、钼、铌、钽等)、化学性质活泼的金属(钛、锆、铀等)。
缺点
设备复杂,投资大:电子束焊设备比较复杂,一次性投资大,费用较昂贵。
焊前对接头加工、装配要求严格:要求接头位置准确,间隙小而且均匀,焊前对接头加工、装配要求严格。
被焊工件尺寸和形状受限:真空电子束焊接时,被焊工件尺寸和形状常常受到工作室的限制。
易受杂散电磁场干扰:电子束易受杂散电磁场的干扰,影响焊接质量。
存在X射线辐射:电子束焊接时产生X射线,需要操作人员严加防护。
责任编辑:David
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