電子束焊及其工業(yè)發(fā)展

      電子束焊接是一種利用電子束作為熱源的焊接工藝。電子束發(fā)生器中的陰極加熱到一定的溫度時(shí)逸出電子，電子在高壓電場(chǎng)中被加速，通過(guò)電磁透鏡聚焦后，形成能量密集度高的電子束，當(dāng)電子束轟擊焊接表面時(shí)，電子的動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽购附蛹慕Y(jié)合處的金屬熔融，當(dāng)焊件移動(dòng)時(shí)，在焊件結(jié)合處形成一條連續(xù)的焊縫。對(duì)于真空電子束焊機(jī)，要焊接的工件置于真空室中，一般裝夾在可直線(xiàn)移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)上。焊接過(guò)程可通過(guò)觀(guān)察系統(tǒng)觀(guān)察。

      電子束焊接技術(shù)因其高能量密度和優(yōu)良的焊縫質(zhì)量，率先在國(guó)內(nèi)航空工業(yè)得到應(yīng)用。先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)工業(yè)中已廣泛應(yīng)用了電子束焊接技術(shù)，取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，該項(xiàng)技術(shù)從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始逐步在向民用工業(yè)轉(zhuǎn)化。汽車(chē)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等已廣泛應(yīng)用該技術(shù)。
      我國(guó)自行研制電子束焊機(jī)始于60年代，至今已研制生產(chǎn)出不同類(lèi)型和功能的電子束焊機(jī)上百臺(tái)，并形成了一支研制生產(chǎn)的技術(shù)隊(duì)伍，能為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)提供小功率的電子束焊機(jī)。近年來(lái)，出現(xiàn)了關(guān)鍵部件（電子槍?zhuān)邏弘娫吹龋┮M(jìn)、其它部件國(guó)內(nèi)配套的引進(jìn)方式，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備既保持了較高的技術(shù)水平，又能大大降低成本，同時(shí)還能對(duì)用戶(hù)提供較完善的售后服務(wù)。北京航空工藝研究所以此方式為某航空廠(chǎng)實(shí)施設(shè)備的總體設(shè)計(jì)和總成，實(shí)現(xiàn)了某重要構(gòu)件的真空電子束焊接；桂林電器科學(xué)研究所也通過(guò)這種方式開(kāi)發(fā)了HDG(Z)-6型雙金屬帶材高壓電子束連續(xù)自動(dòng)焊接生產(chǎn)線(xiàn)，該機(jī)加速電壓120kV、束流0～50mA、電子束功率6kW，帶材運(yùn)行速度0～15m/min，從而使我國(guó)擠身于世界上能生產(chǎn)這種生產(chǎn)線(xiàn)的幾個(gè)國(guó)家之一。北京中科電氣高技術(shù)公司近期為上海通用汽車(chē)公司研制成功自動(dòng)變速車(chē)液力扭變器渦輪組件電子束焊機(jī)，70 s內(nèi)可完成兩條端面圓焊縫的焊接，并已投入商業(yè)化生產(chǎn)。
      目前，以科學(xué)院電工所的EBW系列為代表的汽車(chē)齒輪專(zhuān)用電子束焊機(jī)占據(jù)了國(guó)內(nèi)汽車(chē)齒輪電子束焊接的主要市場(chǎng)份額；我國(guó)的中小功率電子束焊機(jī)已接近或趕上國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平，而價(jià)格僅為國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的1/4左右，有明顯的性能價(jià)格比優(yōu)勢(shì)。
      在機(jī)理及工藝研究上，北京航空工藝研究所、北京航空航天大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)電工所、桂林電器科學(xué)研究所、西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司、航天材料及工藝研究所、哈爾濱焊接研究所開(kāi)展的工作涉及熔池小孔動(dòng)力學(xué)、電子束釬焊、接頭疲勞裂紋擴(kuò)展行為、接頭殘余應(yīng)力、填絲焊接、局部真空焊接時(shí)的焊縫軌跡示教等。