浅析电子束焊接技术在工业中的应用

【摘要】电子束焊接是指运用能效高密度大的集成电子束作为能量的载体实现对构建之间的焊接加工的一种全新的焊接加工技术。这样焊接技术拥有着奇特焊接技术难以往及性能和优势；焊接使用能量高、加热面积使用率高、极强的穿透力、焊接用时少、痕迹小、焊入深度深、对工件影响小、还有就是在对焊接部位的受热影响上不具有明显效应，在对焊接时的各项参数的控制相当精确，并且减少了工艺上的重复和整体焊接的稳定性能，在进行焊接工作时不需要进行燃料的添加，并且由于在焊接过程中采用真空手段，所以在焊接时免受了污染。由于电子束焊接具有了上述的优点使得他在电子、汽车、航天等高精尖工业领域工业被广泛的应用。

【关键词】电子焊接；电子束；工业

一、电子束焊接的特点

因为是由于电子束是由于高密度电子的聚集而产生的，所以在电子束用于焊接时会使得焊接产生的融化小孔有所变化，根据融化小孔的变化可以推断出电子束焊接时的真空度的大小。由此可以将电子束焊接分为三个种类高真空焊接、低真空焊接和非真空焊接。电子束焊接中电子束的形成是经过高压加速器进行高压加速，在通过内部的磁透镜进行汇聚进行成束，在竞夺关口被发射出来，在电子束在碰到真空或非真空焊接构建时具有相当大的动力，在接触瞬间动能转化为热能，形成极高温度进而将金属消融，达到焊接的作用。其中关于电子束的特点主要具有以下几个方面：

1、电子束焊接技术能偶产生相当之高的温度，能够融化任何材料，并且焊接速度快。链接时主要依靠的时材料之间的自我融合。

2、电子束由于是在真空环境中进行焊接，早根本上防止了其他氧化杂杂质的参与，提高了焊接部件的纯度。

3、由于电子束中电子含有的能量极高，所致温度够高，所以加工的构建焊缝深且窄，并且对于构建的形状影响较小。

4、由于电子束的束宽小，所以在进行换位焊接时较为方便，并且因为如此他在焊接精细部件上拥有极大的优势。又由于他温度极高，所以又可焊接熔点高的材料。尤其在航天领域应用极为平常。

5、能量高、束宽小。焊接成效快，对于手边几乎无影响。

二、电子束焊接在电子和仪表工业中的应用

电纸书焊接被应用最为广泛的两个行业就是电子加工行业和一起工业，因为这些红叶在焊接器材才要求的焊接纯度较高，只要在高真空度的电子书焊接技术才能够达到相关标准，所以在这些工业中电子束焊接技术占有着重要的地位。

1、电子元器件焊接

（1）精密电子元器的焊接

由于电子元件太过精密导致在焊接过程中要时刻注意是否对周围造成影响，这种情形形下采用电子束焊接技术的话就能很好的比秒对于周围精密部位的影响，而且焊接温度也能够达到电子元件的要求。他能够极大的提高产品的生产率。

（2）特殊工件的焊接

在电子工业中一些部件的整体焊接难度过大，一般对于这种情况就采取分开焊接的手段，在组合成型。

2、仪表元件的焊接

（1）传感器的封装焊接

在对一些微小部件机型加工时候，需要的焊接技术相当苛刻，同时还要保证焊接环境的密封性能好和对于焊接部件形状损害较轻的。特殊者还会对局部的问题有特殊的要求。

（2）封装焊接

对于在焊接过程中有真空度要求的焊接工艺电子束焊接技术拥有着先天上的优势。即一些仪表期间的封装焊接。还有一些超导材料的焊接由于材料的特性，不允许杂质的混入，这个时候真空焊接技术正好使用。

三、电子束焊接在工业中的应用

1、飞机和航天飞行器

电子束已被用来将钛锻件焊接成新型直升机的转翼，现代战斗机的机翼箱等。发动机上一些其他部件如透平罩、压缩机箱体以及飞机的燃料驱动系统和着陆起落架等也都采用了电子束焊接。

由于电子束焊接的变形和热影响区小，已被用于航天飞机发动机的装配焊接，如主燃烧室、热气歧管、高（低）压燃料涡轮泵、高（低）压氧化剂涡轮泵、燃料预燃烧室、氧化剂预燃烧器等间的焊接。

2、发电设备

电子束焊接以其独有的优点正在发电设备的制造方面取代传统的焊接方法。如美国、日本等国家都已使用真空电子束焊接取代埋弧焊工艺焊接汽轮机定子和汽轮机导向叶片。使用埋弧焊需要几天才能完成的焊接，使用电子束焊接后仅需几个小时就能完成。

3、汽车工业

使用电子束焊接方法焊接汽车后桥，省去了坡口的制作的准备。由于在真空条件下施焊，电子束焊接大大地清除了产生气孔、裂纹、夹渣等这些缺陷的可能，强度得到了保证，获得了极佳的经济效益。此外，真空电子束焊接还用来焊接汽车驱动轮、扭矩变换器、行星齿轮支座、飞轮、滑叉等，都取得了前所未有的效果。

4、电子元器件

随着现代工业对电子线路和元器件的要求越来越高，电子束焊在电子行业发挥着越来越重要的作用。真空电子束用来焊接密封晶体管已取代钎代焊焊接晶体管连接接头。有些电子线路和元器件要求其焊缝在焊完后继续保持在真空密封装置内，焊缝不得有腐蚀性杂质，电子束焊接正是满足这种要求的最有效方法。

5、机械基础件

电子束也用来焊接有特殊要求的机械基础件，如轴、轴承、齿轮、金属带锯、双金属带等。对于硬度极高的金属的切断，使用电子束，可将高速钢型材焊在柔韧的载体带上。适当选择高速钢型材宽度，使得铣锯齿时，齿间，即断裂危险区位于柔韧性载体带上，这样，就能使高速钢齿尖达到最佳硬度，带锯能在最佳经济效益下实现最大负荷。

6、核工业产品

电子束焊接最早应用于核工业产品部件，近些年来，在这一领域得到更充分的发展。如：一种核工业多种用途的真空电子束焊机，在离子推进系统中，它应用于难熔、耐蚀金属的焊接和不同金属之间的连接，焊缝无裂纹和泄漏，变形也相当小。

四、总结

随着工业发展的不断进步，各种高精尖设备的生产将极大的服务人类社会，但是在这背后趋势对于这些高精尖技术的加工工艺拥有了更加苛刻的要求。电子束焊接技术能够满足现阶段所有的高精尖技术的焊接要求，这使得他在各个工业领域中得到了极为广泛的应用。并且在其他正在研究的行业中也发挥出他独特的作用，如原子、航天、核工业等等。这使得各个国家都在电子束焊接技术的开发研究上投入了大量的人力物力。我国在电子束焊接技术的研究方面也已经在不断的在加大力度，争取在世界范围内保持着领先的地位。但是由于电子束焊接技术涉及到了与金属块之间的物理化学作用，导致在现阶段的研究上面没有取得较大的突破，但是这又不断的研究分析现阶段手中的资料以及透彻分析局限性，我想在不久的将来我国关于电子束焊接技术的研究一定能够取得里程碑式的突破。

参考文献

[1]张益坤，成志富.电子束焊接技术在航天产品中的应用.航空制造技术，2008.