電子束很細、工作距離長、易于控制,所以電子束可以焊接狹窄間隙的底部接頭。這不僅可以用于生產過程,而且在修復報廢零件時也非常有效。復雜形狀的昂貴鑄鐵件常用電子束來修復。
對可達性差的接頭只有滿足以下條件才能進行電子束焊接:
(1)焊縫在電子槍允許的工作距離上;
(2)有足夠寬的間隙允許電子束通過,以免焊接時誤傷工件;
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。
和其它熔化焊一樣,電子束焊接接頭也會出現未熔合、咬邊、焊縫下陷、氣孔、裂紋等缺陷。此外電子束焊縫特有的缺陷有熔深不均、長空洞、中部裂紋和由于剩磁或干擾磁場造成的焊道偏離接縫等。熔深不均出現在不穿透焊縫中,這種缺陷是高能束流焊接所特有的。它與電子束焊接時熔池的形成和金屬的流動有密切關系。加大小孔直徑可以消除這種缺陷。長空洞及焊縫中部裂紋都是電子束深熔透焊接時所特有的缺陷。降低焊接速度,改進材質有利于消除此類缺陷。
電子束焊機有兩類:低壓電子束焊機的加速電壓為30~60千伏;高壓電子束焊機的加速電壓可達175千伏。電子束焊可焊接所有的金屬材料和某些異種金屬接頭,從箔片至板材均可一道焊成,鋼板可焊厚度達100毫米,鋁板達150毫米,銅板可達25毫米。碳鋼在真空中焊接時,由于鋼中原含有的氣體會釋放出來,焊縫金屬容易產生微氣孔。
真空電子束釬焊作為一種、GX率、控制的制造技術,對各種精密、復雜部件的連接制造具有非常重要的意義。用電子束作為加熱源進行真空釬焊,就是用電子束高速掃描,使電子束由點熱源轉化為面熱源,實現零件的局部高速均勻加熱。該工藝具有普通真空釬焊無法比擬的性,如高溫停留時間短、大大減少釬料對母材的溶蝕、輸入能量精密可控、能量輸入路徑可任意編輯等。
局部真空電子束焊接技術是在大尺寸結構件的焊縫及其附近局部區域建立真空環境,并進行電子束焊接的技術。這種方法既保留了真空電子束焊接的特點,又避開了龐大的真空室,解決了厚大工件的焊接問題,可大大提高焊接質量并降低設備成本。