电子束焊接:定义,工作原理,结构,优点,应用[注释& PDF]

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电子束焊接:定义,工作原理,结构,优点,应用[注释& PDF]

2024-07-10 11:13| 来源: 网络整理| 查看: 265

20世纪40年代末,许多专家都在研究电子束技术。1949年,德国物理学家卡尔-海因茨·施泰格瓦尔德发明了电子束焊接。

经过9年的耐心和艰苦工作,同一个人于1958年研制出了第一台实用的电子束焊机。

另一方面,美国发明家詹姆斯·t·拉塞尔也被认为是电子束焊接的发明者。

在本文中,我们将研究电子束焊接的定义,工作原理,结构,优缺点,应用.最后,你可以下载一个PDF这篇文章。

我们先从定义开始,

电子束焊接的定义是什么?

目录

电子束焊接是一种液态焊接工艺,用于将两种或多种金属焊接在一起。顾名思义,电子束焊接是一种焊接过程,其中高速电子束聚焦在工件上产生热量,产生的热量熔化金属,从而形成焊接。

这是一种非传统的焊接方法,在几个行业中用于制造坚固的焊缝。电子的加速度取决于施加的电位差,因此在几千伏特的数量级上使用高压。而应用的电流是低阶的约0.05安培到1安培。

电子束焊接工作原理:

的电子束焊接的工作原理是一种能量转换原理。高压电能首先通过电子枪转化为电子的动能。然后,动能转化为热能,用于熔化工件并将它们焊接在一起。

现在我们一步一步来看看它是如何工作的?

首先,在夹具的帮助下,工件被夹在cnc控制的工作台上的真空室内。

真空是用机械或电动泵在室内产生的。

用计算机数控将工件带到正确的位置。一旦工件位于正确的位置,电源就接通了。

电子束焊机的阳极和阴极之间产生非常高的电压。

由于顶部的细丝加热,电子束被释放出来。然后,由于阳极产生的电动势,该光束被加速。

高速电子束然后到达一对聚焦线圈,在那里发散的电子束被洛伦兹力聚合。

现在,高速聚合的电子束到达偏转板。在这里,光束被引导到正确的位置。

当电子束撞击工件时,其动能转化为用于熔化工件的热能。这就形成了焊接。

焊接开始后,焊接区域由计算机数控控制。一旦焊接完成,电源和产生真空的泵就会关闭。

焊接接头由操作人员手动打开。

电子束焊机的构造:

零件和结构与电子束加工非常相似,是一种非传统的加工工艺。

电子束焊机由两部分组成。上面的部分称为电子束塔,下面的部分称为真空室。

电子束塔由顶部的电子枪组成,电子枪也作为阴极,并连接到负极或电源。正下方的阴极,有一个阳极,连接到电源的正极。

在阳极下面有一对聚焦线圈,然后是一对偏转线圈。电子束塔与真空室相连,真空室中装有cnc控制的工作台。工件用夹具夹在工作台上。

的建设中涉及的众多元素电子束焊接分别如下:

电力供应 电子枪 阳极 聚焦线圈 偏转线圈 真空室 装置和 工作表 电子束焊接零件与结构“, 电源:

电子束焊接采用直流电源。这条供电线路在阳极和阴极之间产生非常高的电压。

薄焊时电源产生的电压范围为5kV ~ 30kV,厚焊时为70kV ~ 150kV。如此高的电源需要产生高速电子,从电子枪中放电。

电子枪:

电子枪是产生低速电子束的元件。电子枪被认为是电子焊接的核心。电子枪是一根阴极管,上面有两种电子枪的灯丝钨或钽。

当阴极管被给予几千伏的电能时,它将这种能量转换成电子束。这是由于灯丝在约2500℃时加热而发生的oC。

电子枪是装置中唯一的电子来源,是电子束焊机最重要的部分。

阳极:

阳极是电子束焊接装置中使用的正极。阳极的主要功能是增加来自阴极或电子枪的电子束的速度。

来自电子枪的电子的加速度取决于阳极。阳极除了增加电子的速度外,还能给电子束指明方向,避免不必要的电子束散射。

聚焦线圈:

来自阳极的高速电子束总是趋向于发散。如果光束发散,它就不会聚焦在一个点上,这就不会产生足够的热量来熔化金属表面。

因此,被称为聚焦线圈的磁线圈被用来汇聚电子束。这是利用洛伦兹力的原理来偏离发散的光束。

它还能吸收低能电子和发散电子。

偏转线圈:

偏转线圈也是磁性透镜,用于偏转电子束在所需区域上。这种线圈的工作原理与聚焦线圈相同。

真空室:

要焊接的工件保存在真空室中。真空是用机械泵或电泵产生的。压力从0.1到10帕斯卡不等。

真空的产生是因为电子束不会被空气粒子散射。如果不产生真空,光束就会散射。

设备:

夹具是用于将工件固定在所需位置的设备。

工作台:

电子束焊接工作台采用数控驱动。并且允许工件在XYZ方向上移动。这是因为密封的真空室不允许任何人为干扰。

电子束焊接的优点:

以下优势是:

灵活性:它是一种灵活的焊接工艺,可用于焊接相似和不同的金属。 运行成本低:这台机器的运行成本很低,因为没有填充金属或焊剂用于焊接工件。 表面光洁度:焊接后得到的表面光洁度很好。更好的表面光洁度可以提高焊缝的强度。 精致的材料:电子束焊接的另一个优点是可以用于焊接精密材料。这是由于焊接操作过程中产生的热量较低。 清洁过程:没有助熔剂和填充金属,使过程清洁。在加工过程中不会产生废物。因此,与传统的焊接方法不同,废物管理是不必要的。 准确性:使用电子束焊接的工业依赖于精度和精密度。电子束焊接过程是在计算机数控控制器的帮助下进行的,因此形成的焊缝精度和精度很高。 焊接速度:焊接速度是指在给定时间内被焊接的线性区域。一般用mm/s表示。焊接速度高(30mm/s),生产速度更快。 电子束焊接的缺点:

以下缺点包括:

初始投资成本:电子束焊机有几个昂贵的零件,如电子枪、磁线圈、真空泵、数控系统等。使用昂贵的零件使得设备的初始成本相当高,这是电子束焊接的一个缺点。 复杂的结构:这台机器非常复杂,因为它涉及到在电磁辐射下工作的部件。此外,在该过程中使用的CNC系统涉及复杂性。这需要一个专业的技术人员以防任何故障。 熟练工人:与传统的焊接方法不同,由于所涉及的复杂性,这种焊机不能由非技术工人操作。因此,使用电子焊接焊接工件总是需要熟练的工人。 高真空:为了有效地运行设备,使用泵产生的真空度必须很高。这就导致了泵产生真空所需的高功率消耗。 安全:电子焊机在工作时,会产生x射线等有害辐射。这需要采取高度安全措施来克服任何与健康有关的问题。这不是传统焊接方法的情况。 电子束焊接的应用:

以下应用程序是:

电子束焊接广泛应用于航空工业的各种用途。电子束焊接成型的零件用于发动机、传感器、齿轮等。这种焊接工艺在航空工业中产生了有效的效果,被认为是非常重要的。 它在发电行业也具有重要意义。该工艺用于制造浅焊缝和深焊缝。用于将汽轮机膜片等大型部件焊接到喷嘴等小型部件。 这种焊接工艺也用于汽车工业中焊接不同的功能部件,如齿轮、涡轮增压器、离合器板等。 电子束焊接也用于电子工业中焊接不同的连接器。这是由于电子束焊接能够焊接铝和铜。 这种焊接在医疗工业中非常重要,因为它不会改变母材的化学结构。用于医疗行业的骨科植入物焊接。 除了所有这些应用,它还用于焊接硬材料,如钛及其合金。 内部资源: 等离子弧焊 铸造工艺 锻造与铸造工艺 数控机床 铣床 钻孔机 刨机 刨机 斯劳特的机器 热加工工艺 冷加工工艺 引擎的不同部分 参考资料[外部连结]: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/resistance-welding https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/electron-beam-welding https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_resistance_welding

这是关于电子焊接的定义,结构或部件,工作原理,优点,缺点和应用。

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