用電子束進(jìn)行定位焊是裝夾工件的有效措施，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約裝夾時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。可以采用焊接束流或弱束流進(jìn)行定位焊，對(duì)于搭接接頭可用熔透法定位，有時(shí)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(duì)接頭準(zhǔn)備的要求。電子束掃描是通過改變偏轉(zhuǎn)線圈的激磁電流，從而使橫向磁場變化來實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)角度為2°~5°。電子束掃描還可用來檢測接縫的位置和實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤，此時(shí)電子束的掃描速度可以高達(dá)50~100m/s，掃描頻率可達(dá)20kHz。在焊接大厚度工件時(shí)為了防止焊接所產(chǎn)生的大量金屬蒸氣和離子直接侵入電子槍可設(shè)置電子束偏轉(zhuǎn)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(duì)于大量生產(chǎn)中電子槍工作穩(wěn)定是十分有利的。

電子束焊的分類方法很多。按被焊工件所處的環(huán)境的真空度可分為三種：高真空電子束焊，低真空電子束焊和非真空電子束焊。

　　高真空電子束焊是在10-4～10-1Pa的壓強(qiáng)下進(jìn)行的。良好的真空條件，可以對(duì)熔池的“保護(hù)”防止金屬元素的氧化和燒損，適用于活性金屬、難熔金屬和質(zhì)量要求高的工件的焊接。

　　低真空電子束焊是在10-1～10Pa的壓強(qiáng)下進(jìn)行的。壓強(qiáng)為4Pa時(shí)束流密度及其相應(yīng)的功率密度的大值與高真空的大值相差很小。因此，低真空電子束焊也具有束流密度和功率密度高的特點(diǎn)。由于只需抽到低真空，明顯地縮短了抽真空時(shí)間，提高了生產(chǎn)率，適用于批量大的零件的焊接和在生產(chǎn)線上使用。

　　在非真空電子束焊機(jī)中，電子束仍是在高真空條件下產(chǎn)生的，然后穿過一組光闌、氣阻和若干級(jí)預(yù)真空小室，射到處于大氣壓力下的工件上。在壓強(qiáng)增加到7～15Pa時(shí)，由于散射，電子束功率密度明顯下降。在大氣壓下，電子束散射更加強(qiáng)烈。即使將電子槍的工作距離限制在20～50mm，焊縫深寬比大也只能達(dá)到5：1。目前，非真空電子束焊接能夠達(dá)到的大熔深為30mm。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不需真空室，因而可以焊接尺寸大的工件，生產(chǎn)率較高。

電子束焊機(jī)成本高。工件裝配、接縫與電子束對(duì)正，都要求有較高的精度。但電子束焊的多能性和，往往能補(bǔ)償其高成本，因此在汽車、原子能、航空、航天等許多工業(yè)中已成為重要的焊接方法之一。

　　1.在大批量生產(chǎn)中將有較大的發(fā)展。例如：在汽車工業(yè)中，采用電子束焊技術(shù)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(zhì)量。

　　2.在航空航天工業(yè)中，電子束焊技術(shù)將繼續(xù)擴(kuò)大其應(yīng)用，并發(fā)展電子束焊在線檢測技術(shù)。

　　3.由于電子束在厚大件焊接中樹一幟，所以在能源、重工業(yè)中大有用武之地。

　　4.在修復(fù)領(lǐng)域，電子束焊技術(shù)將是有價(jià)值的工藝方法之一。

　　5.電子束焊的焊接設(shè)備將趨向多功能及柔性化。電子束焊已屬成熟技術(shù)，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，多功能電子束焊的焊接設(shè)備和集成工藝以及電子束焊機(jī)的柔性化將越來越顯得重要。

　　6.電子束焊將是實(shí)現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)焊接的強(qiáng)有力工具。

當(dāng)束功率密度低于105W/cm2時(shí)，電子束的能量在工件表面將轉(zhuǎn)換為熱能，由于工件表面的散熱條件較好，通過熱傳導(dǎo)的方式，熔池有向工件深層發(fā)展的趨勢，此時(shí)焊縫熔深較淺，稱為熔化成形。

　　當(dāng)束功率密度增大到超過105W/cm2時(shí)，焊縫表面金屬迅速熔化且劇烈蒸發(fā)，在蒸發(fā)反作用力的排斥下，熔池下凹，排開液態(tài)金屬而露出新的固態(tài)金屬表面，使電子束可以穿透到相當(dāng)?shù)纳疃龋纬梢粋€(gè)細(xì)長的束孔。

　　隨著電子束的移動(dòng)，束孔的金屬不斷熔化并被排斥到熔池后方，冷凝后形成焊縫，這種焊縫稱為深穿入成形。電子束焊接中主要采用這種成形方法以發(fā)揮其深寬比較大的優(yōu)點(diǎn)。

電子束焊接的優(yōu)勢

　　①能量密度高(1010-1013W/m2)。焊縫窄，熱影響區(qū)小且具有平行邊緣，焊接變形小;一般焊接無需填充金屬;對(duì)于的工業(yè)產(chǎn)品具有較高的焊接速度;可獲得深寬比大的焊縫，焊接厚件時(shí)不開坡口一次成形。

　　②真空條件下焊接。避免在焊接過程中工件氧化，焊縫純凈度高。

　　③可靠性及重復(fù)性好。焊接參數(shù)自動(dòng)控制，能夠焊縫質(zhì)量;焊接參數(shù)易于調(diào)節(jié)，工藝適應(yīng)性強(qiáng)。

　　④適用于異種金屬材料焊接，包括部分陶瓷材料。

當(dāng)參數(shù)選擇合適、裝配間隙不大于0.4mm時(shí)，均可獲得外觀成形良好、內(nèi)部無缺陷的焊縫。電子束填絲焊接時(shí)，焊縫截面幾何特征在聚焦電流變化時(shí)，以表面焦點(diǎn)處的聚集電流為ZX，均存在一定程度的對(duì)稱性。利用這一結(jié)果可較為方便地估計(jì)工藝裕度區(qū)間，優(yōu)化參數(shù)。

焊件表面與電子槍的工作距離影響電子束的聚焦程度，工作距離變小時(shí)，電子束的壓縮比增大，使電子束斑點(diǎn)直徑變小，增加了電子柬功率密度。而工作距離太小，會(huì)使過多的金屬蒸汽進(jìn)入槍體造成放電。在不影響電子槍穩(wěn)定工作的前提下，應(yīng)盡可能采用短的工作距離。在本次試驗(yàn)中，采用水平的焊槍，在夾具設(shè)計(jì)完成后，已經(jīng)確定了焊接的工作距離為455mm。這是所有焊接參數(shù)中，確定且不變的一個(gè)參數(shù)。

焊前壓配指焊接零件的定位和裝夾。焊接前零件裝配精度對(duì)電子束焊質(zhì)量的影響很大，因?yàn)槎嗣娼佑|部位存在間隙或零件配合過松都會(huì)造成焊接變形，所以，不論是冷壓還是熱裝，都要控制機(jī)加工的公差配合，零件焊接前壓配的精度，確保裝配到位。