《《电子束焊》PPT课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电子束焊》PPT课件.pptx（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、焊工（技师、高级技师）第九章电子束焊 了解电子束焊的特点，能够针对特殊材料和结构选择电子束焊焊接方法。二、电子束焊的特点二、电子束焊的特点1.电子束焊的优点(1)功率密度高电子束焊常用的加速电压为30150kV，电子束电流为201000mA，聚焦后的电子束焦点直径约为0.11mm，所以，电子束的功率密度可达104109W/cm2。(2)快速、精确地控制通过电场、磁场可对电子束作快速、精确的控制，而激光只能通过透镜和反射镜控制，速度较电子束慢。(3)穿透能力强电子束斑点尺寸极小，功率密度大，穿透能力强，焊缝深宽比(深度与宽度比)达501，可一次焊透的不锈钢。一、电子束焊的原理一、电子束焊的原理第
2、一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述(4)焊接速度快电子束焊能量集中，熔化速度快，一般焊接速度在1000mm/min以上。(5)焊件变形小电子束焊时，功率密度大，焊缝自上到下宽度均匀，称为“平行焊缝”。(6)焊缝性能好电子束焊时，高温作用时间短，合金元素烧损少，能避免焊接接头晶粒长大，使焊接接头力学性能好，焊缝抗腐蚀性能高。(7)焊接金属质量高在真空环境中焊接，不仅可以防止熔化金属受到氢、氧、氮等有害气体的污染，而且还有利于焊缝金属的除气和净化。第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述(8)电子束容易受控焊接参数易于精确调节，通
3、过控制电子束的偏移，可以实现对复杂焊缝的自动焊接，在焊接过程中可以通过电子束扫描熔池来消除缺陷，从而提高焊接接头质量。(9)可焊接材料多不仅能焊接金属和异种金属材料的接头，还能焊接非金属材料，如陶瓷、石英玻璃等。(10)自动化程度高电子束焊焊接参数容易实现机械化、自动化控制，在焊接过程中，重复性、再现性好，确保产品质量的稳定性。2.电子束焊接的缺点1)设备比较复杂，价格昂贵。第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述2)电子束焊接时，焊件的尺寸常受到真空室尺寸的限制。3)焊前对焊件的加工、装配要求比较严格，准备工作比较仔细。4)电子束容易受杂散的电磁场的干扰，影响
4、焊接质量。5)电子束焊接过程中，将产生X射线，需要严加防护，以保证操作人员的健康和安全。第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述三、电子束焊的分类三、电子束焊的分类1.按电子束加速电压高低分类1)高压电子束焊(120kV以上)，工业上常用的高压真空电子束焊机的加速电压为150kV，功率一般都小于40kW。2)中压电子束焊接(60100kV)，常用的中压真空电子束焊机的加速电压为60kV，功率一般都小于75kW。3)低压电子束焊(40kV以下)。2.按被焊材料所处环境的真空度分类(1)高真空电子束焊焊接是在10-410-1Pa的压强下进行的，良好的真空条件，可以很
5、好地保护焊缝熔池，防止金属元素的氧化和烧损。第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述(2)低真空电子束焊焊接是在10-110Pa的压强下进行的，虽然真空度不高，但是，在10-110Pa的压强下，束流密度及其相应的功率密度的最大值，与高真空的最大值相差很小。(3)非真空电子束焊成本低、效率高，在汽车生产线上可连续进行焊接。第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述第一节电子束焊概述一、电子枪一、电子枪图9-1三极电子枪(1)直接加热式阴极加热电流的类型和大小是影响阴第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的
6、焊接设备极寿命、电子束稳定的主要因素。(2)间接加热式阴极在加热灯丝和阴极之间应加几千伏的电压，使阴极受到热电子的撞击而升温，这种电极的热惯性大、寿命长、形状稳定。第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的焊接设备二、供电电源二、供电电源(1)高压电源直流高压电源是用来建立阴极-阳级之间的高压电场，对于保证电子束斑点的质量、参数的稳定、聚焦和偏转等起到很重要的作用。(2)阴极加热电源直热式阴极加热电源应采用具有良好滤波的直流电源，要求不高的专用电子束焊机也可以采用交流电供电。(3)偏压电源为了使电子束流在允许的范围内稳定，偏压电源及其控制系统应具有
7、良好的调节特性(一般能在1002000V之间调节)。三、真空系统三、真空系统第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的焊接设备四、真空室四、真空室五、运动系统五、运动系统六、电气控制系统六、电气控制系统七、辅助系统七、辅助系统1.焊缝观察和跟踪2.电子束斑的品质测量第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的焊接设备第二节电子束焊的焊接设备一、加速电压一、加速电压UaUa二、电子束流二、电子束流IaIa1)改变束流，在焊接不同厚度的材料时，可以得到不同的熔深。2)在厚大件焊接时，由于焊接速度较低，随着焊件温度的增加，焊接电流要逐
8、渐的减小。3)环缝焊接时，在环缝的起始和收尾处，为了获得良好的搭接质量，要控制束流的递增和递减。三、聚焦电流三、聚焦电流If If四、焊接速度四、焊接速度vbvb五、工作距离五、工作距离H H第三节电子束焊的焊接参数第三节电子束焊的焊接参数第三节电子束焊的焊接参数第三节电子束焊的焊接参数一、碳素钢的电子束焊一、碳素钢的电子束焊二、难熔金属的电子束焊二、难熔金属的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊1)焊前用化学方法，仔细清洗待焊处及对接边缘的油、污、锈、垢及氧化膜。2)采用小功率电子束机焊接前，要对焊件进行仔细的清洗、预热和焊
9、后热处理。3)从结构设计角度考虑，尽量避免焊缝金属承受弯曲负载；从焊件焊前在夹具上进行装配时，要考虑焊缝冷却时因收缩而产生的应力。表9-1部分难熔金属电子束焊的焊接参数第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊三、铝及铝合金的电子束焊三、铝及铝合金的电子束焊1)如果铝合金中含有较多的强化元素镁和锌，由于它们的蒸发温度低，蒸汽压高，在焊接过程中会造成这些元素的蒸发损失，既影响了铝合金的化学成分，又因为金属蒸汽而导致焊接过程的不稳定。2)热处理强化铝合金焊接时，会在焊接接头出现退火软化区。焊件表面在焊前应用化学方法清洗，仔细清洗待焊处及对接边缘
10、的油、污、锈、垢及氧化膜。为了减小焊接变形，提高焊接接头的力学性能，应该选用高电压、小电流以及高的焊接速度，以减小热输入。第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊 焊接含有锌、镁元素的高强度铝合金时，为防止过量的金属蒸汽，应该适当降低电子束的能量密度。铝及铝电子束焊的焊接参数见表9-2。表9-2铝及铝电子束焊的焊接参数第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊四、纯铜的电子束焊四、纯铜的电子束焊表9-3纯铜电子束焊的焊接参数第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料
11、的电子束焊第四节常用材料的电子束焊五、钛及钛合金的电子束焊五、钛及钛合金的电子束焊1)焊前用化学方法，仔细清洗待焊处及对接边缘的油、污、锈、垢及氧化膜。2)填充焊丝或填片在焊前要进行真空退火除氢。3)薄板焊接时，应采用卷边接头形式。4)为防止焊缝金属晶粒长大，应选用高电压、小束流的焊接参数进行焊接。5)对于高温条件下使用的钛合金焊件，其工艺流程是：退焊接固熔处理时效。表9-4钛及钛合金电子束焊的焊接参数第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊第四节常用材料的电子束焊一、电子束焊的危害性一、电子束焊的危害性1.对操作者眼睛视觉的危害1)电子束焊接前，在调整电子束斑
12、时，由于防护不当，容易损伤操作者的视觉。2)焊接过程中，操作者直接观察熔池，眼睛容易受伤害。2.对操作者身体的危害1)难熔金属焊前预热(有的高达13001700)、焊后退火处理时，如操作不当或防护不好，容易受到灼伤和烫伤。第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护2)焊接难熔金属和活泼金属时，在金属熔融的蒸汽中，含有毒、有害的物质，一旦泄露出去，容易造成人员中毒或窒息。3)在电子束焊过程中，如防护不当，操作人员易受高频磁场的危害。4)在电子束焊过程中，会产生X射线，如果防护不好或操作不当，操作人员易受X射线的危害。5)电子束焊的电气接地系统
13、如果失效(线路被腐蚀、碰撞、焊接电流过大、绝缘老化等)，会造成人员的触电危害。第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护二、电子束焊的安全防护技术二、电子束焊的安全防护技术1.防止高压电击1)电子束焊机的高压电源和电子枪，应有足够的绝缘和良好的接地。2)进行绝缘试验的电压，应为额定电压的1.5倍。3)安装专用接地地线，其接地电阻应小于3，外壳接地应用粗铜线。4)在进行维修或更换阴极组件前，应首先切断高压电源，并用放电棒接触准备更换的零件，以防电击。2.防止X射线辐射3.加强操作间及设备间的通风和环境洁净，防止烟尘危害第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护4.防止可见光辐射危害第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护第五节电子束焊的安全防护