電子束焊接是一種高能電子束加熱并熔化工件以實現(xiàn)焊接的方法。在電子束焊中，通過利用一個電子槍發(fā)射一個高速電子束，將電子束照射到工件焊縫處，使焊縫瞬間被加熱并熔化，隨后快速冷卻并凝固形成焊接。電子束焊接具有高能量密度、焊縫即時熔化、熱影響區(qū)小、無需外加焊接材料等優(yōu)點，適用于對焊縫質(zhì)量要求較高、材料厚度較薄、材料易揮發(fā)等特殊材料的焊接。

電子束焊接在我們所熟知的領(lǐng)域究竟都發(fā)揮著什么作用呢？往下滑讓我們一起探尋！

焊接在工業(yè)上的應(yīng)用

1、飛機和航天飛行器

電子束已被用來將鈦鍛件焊接成新型直升機的轉(zhuǎn)翼,現(xiàn)代戰(zhàn)斗機的機翼箱等。發(fā)動機上一些其他部件如透平罩、壓縮機箱體以及飛機的燃料驅(qū)動系統(tǒng)和著陸起落架等也都采用了電子束焊接。

由于電子束焊接的變形和熱影響區(qū)小,已被用于航天飛機發(fā)動機的裝配焊接,如主燃燒室、熱氣歧管、高(低)壓燃料渦輪泵、高(低)壓氧化劑渦輪泵、燃料預(yù)燃燒室、氧化劑預(yù)燃燒器等間的焊接。

2、發(fā)電設(shè)備

電子束焊接以其獨有的優(yōu)點正在發(fā)電設(shè)備的制造方面取代傳統(tǒng)的焊接方法。如美國、日本等國家都已使用真空電子束焊接取代埋弧焊工藝焊接汽輪機定子和汽輪機導(dǎo)向葉片。使用埋弧焊需要幾天才能完成的焊接,使用電子束焊接后僅需幾個小時就能完成。

3汽車工業(yè)

使用電子束焊接方法焊接汽車后橋,省去了坡口的制作的準(zhǔn)備。由于在真空條件下施焊,電子束焊接大大地清除了產(chǎn)生氣孔、裂紋、夾渣等這些缺陷的可能。強度得到了保證,獲得了極佳的經(jīng)濟效益。此外,真空電子束焊接還用來焊接汽車驅(qū)動輪、扭矩變換器、行星齒輪支座、飛輪、滑叉等,都取得了前所未有的效果。近年來電子束應(yīng)用到新能源汽車行業(yè)，如電池技術(shù)，驅(qū)動部件等。工程機械變速箱齒輪部件等。

（找一張汽車的圖）

4、電子元器件

隨著現(xiàn)代工業(yè)對電子線路和元器件的要求越來越高,電子束焊在電子行業(yè)發(fā)揮著越來越重要的作用。真空電子束用來焊接密封晶體管已取代釬代焊焊接晶體管連接接頭。有些電子線路和元器件要求其焊縫在焊完后繼續(xù)保持在真空密封裝置內(nèi),焊縫不得有腐蝕性雜質(zhì),電子束焊接正是滿足這種要求的最有效方法。

5、機械基礎(chǔ)件

電子束也用來焊接有特殊要求的機械基礎(chǔ)件,如軸、軸承、齒輪、金屬帶鋸、雙金屬帶等。對于硬度極高的金屬的切斷,使用電子束,可將高速鋼型材焊在柔韌的載體帶上。以及其他復(fù)合材料的焊接，如銅與不銹鋼的焊接，不銹鋼與碳鋼的復(fù)合焊接，銅材與銀材的焊接等等。

6、核工業(yè)產(chǎn)品

電子束焊接最早應(yīng)用于核工業(yè)產(chǎn)品部件，近些年來,在這一領(lǐng)域得到更充分的發(fā)展。如:一種核工業(yè)多種用途的真空電子束焊機，在離子推進系統(tǒng)中，它應(yīng)用于難熔、耐蝕金屬的焊接和不同金屬之間的連接,焊縫無裂紋和泄漏,變形也相當(dāng)小。

7、特高壓電網(wǎng)

高壓輸電網(wǎng)絡(luò)觸頭，電極板材，復(fù)合材料的焊接。

電子束焊接的發(fā)展趨勢

美國和蘇聯(lián)的宇航員還在太空實驗室進行了電子束焊接和切割試驗,展現(xiàn)了電子束焊接的廣闊發(fā)展前景,今后電子束焊接的發(fā)展趨勢可以概括為:

1、繼續(xù)擴大我國在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用范圍,并在修復(fù)領(lǐng)域發(fā)揮作用;

2、焊接設(shè)備將趨向多功能化和柔性化;

3、非真空電子束焊接的研究和應(yīng)用將日益成為熱點;

4、在厚大件和批量生產(chǎn)中繼續(xù)發(fā)揮其獨特優(yōu)勢；

5、電子束焊接將成為空間結(jié)構(gòu)焊接的強有力工具；

6、以電子束為熱源的3D打印增材制造領(lǐng)域也有非常大的應(yīng)用。

電子束焊機得以如此廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展的重要原因是它不斷采用大量的先進技術(shù),高壓電束槍、高壓絕緣系統(tǒng)、光學(xué)測量裝置、焊縫自動掃描、焊縫跟蹤器、CNC等。隨著各種新材料、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)和新領(lǐng)域的不斷涌現(xiàn),電子束焊接將會獲得進一步的開發(fā)和應(yīng)用,并在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮日益重要的作用。

審核編輯 黃宇