用電子束進行定位焊是裝夾工件的有效措施,其優點是節約裝夾時間和經費。可以采用焊接束流或弱束流進行定位焊,對于搭接接頭可用熔透法定位,有時先用弱束流定位,再用焊接束流完成焊接。
在焊接過程中采用電子束掃描可以加寬焊縫降低熔池冷卻速度,消除熔透不均等缺陷,降低對接頭準備的要求。電子束掃描是通過改變偏轉線圈的激磁電流,從而使橫向磁場變化來實現的。常用的電子束掃描圖形有正弦形、圓形、矩形、鋸齒形等。通常電子束掃描頻率為100~1000Hz。電子束偏轉角度為2°~5°。電子束掃描還可用來檢測接縫的位置和實現焊縫跟蹤,此時電子束的掃描速度可以高達50~100m/s,掃描頻率可達20kHz。在焊接大厚度工件時為了防止焊接所產生的大量金屬蒸氣和離子直接侵入電子槍可設置電子束偏轉裝置。使電子槍軸線與工件表面的垂直方向成5°~90°夾角,這對于大量生產中電子槍工作穩定是十分有利的。
電子束焊機成本高。工件裝配、接縫與電子束對正,都要求有較高的精度。但電子束焊的多能性和,往往能補償其高成本,因此在汽車、原子能、航空、航天等許多工業中已成為重要的焊接方法之一。
1.在大批量生產中將有較大的發展。例如:在汽車工業中,采用電子束焊技術焊接汽車的齒輪和后橋,可以提高工效、降低成本、減輕零件的質量。
2.在航空航天工業中,電子束焊技術將繼續擴大其應用,并發展電子束焊在線檢測技術。
3.由于電子束在厚大件焊接中樹一幟,所以在能源、重工業中大有用武之地。
4.在修復領域,電子束焊技術將是有價值的工藝方法之一。
5.電子束焊的焊接設備將趨向多功能及柔性化。電子束焊已屬成熟技術,隨著應用領域的擴大,出于經濟方面的考慮,多功能電子束焊的焊接設備和集成工藝以及電子束焊機的柔性化將越來越顯得重要。
6.電子束焊將是實現空間結構焊接的強有力工具。
窄焊縫(熔化區)要求焊前對工件進行精細的準備;焊接接頭邊緣需加工;焊接接頭要求沒有裝配間隙或非常小的間隙(通常無填充金屬);真空下進行焊接可能使被焊工件的尺寸受限制;大規格工件需定制特殊設備;特殊工件需采用局部真空電子束焊;對帶磁的部件敏感,即電子路徑受磁場韻影響;從陰極至工件轟擊點的磁場;針對被焊金屬工件內部磁場退磁。
電子束焊對零件焊接部位的清潔度要求較高。在焊接前要將焊接表面的油、銹、氧化物以及其他雜質清除干凈。少數零件焊接時,可用汽油清洗去油污,再用丙酮擦洗脫水和脫脂;大批量零件進行焊接時,可采用機械化清洗方式。清洗完畢后,在矩時間內進行焊接。
由于焊縫及其熱影響區發生了復雜的物理化學變化,其組織成分和性能已不同于母材,所以焊接后一般要通過熱處理來改善焊縫和熱影響區的組織,消除殘余應力,促使殘余的氫逸出,從而提高焊接接頭的韌性,增強零件抵抗應力腐蝕的能力,零件形狀和尺寸的長期穩定。