一、電子束焊特點
電子束焊接與常用焊接方法相比,有下列特點:
1. 焊接速度快 由于能量特別集中,熔化和凝固過程均大大加快,因而焊接速度快。大功率電子束焊機的焊接速度可達400mm/min,為氬弧焊的40倍。
2. 功率密度高、穿透能力強焊縫深度大,可達50:1,即一次焊透(指不開坡口)深度50mm時,焊縫寬度只有1mm,顯然這要求定位精確。電子束焊一次焊透最厚鋼板達300mm,而最薄可焊0.03mm。對于大厚度不銹鋼板能實現單面焊雙面成形,可以節省大量填充焊接材料,又能節省能源和提高生產效率。
3. 能量集中由于能量集中,熱輸入小,因此熱影響區窄,焊接變形相對減少。
4. 污染少由于真空對焊縫有保護作用,不僅可以防止熔化金屬受到氧、氮等有害氣體的污染,而且有利于焊縫金屬的除氣和凈化,特別適宜活潑金屬焊接。電子束焊接不需要焊接材料,焊接過程不會帶人其他不純的物質。
5. 再現性好電子束參量因機械化操作,自動化程度很高,能很好地再現,因而減輕了檢驗的工作量,提高了產品質量的穩定性。
二、焊接技術
用這種焊接方法施焊時,對焊件的表面清潔度要求很高,對焊件裝配要求也很高,一旦焊接位置不準確,往往會產生焊偏、焊穿和未焊透,直接影響焊接接頭質量。在真空電子束焊時,被焊工件尺寸和形狀往往受到工作室的限制。焊接時會產生X射線需嚴加防護,以確保操作人員健康和安全。該設備制造復雜、難度大、成本高,屬于高科技產品。
真空電子束焊機的組成如圖3-47。電子束焊機的分類見表3-45。不論焊接環境壓強高低,電子束均是在高真空度條件下獲得的。
國產電子束焊機型號及技術參數見表3-46。
電子束焊接接頭形式有對接、角接、T形接頭、搭接、棒接、管對接、端接和特殊接頭等形式,見圖3-48,其中對接接頭形式應用最廣。
影響電子束焊接質量的工藝因素很多,有焊接接頭的設計、焊前清理、焊件的加工精度、焊件裝配的準確性以及工作電壓、電子束電流、電子束功率、焊接速度、電子束偏轉距離、焦點直徑等。若其中有一個或兩個參數所選并非最佳值,往往會使焊接接頭質量達不到滿意的結果。
奧氏體型不銹鋼采用電子束焊接時,由于焊接速度快,熔池的冷卻速度也快,可以防止碳化物析出,從而提高焊接接頭耐腐蝕能力。現推薦一組不銹鋼電子束焊接參數,見表3-47,僅供參考。