電子束在30~150kV的加速電壓作用下,被加速到光速的1/2~2/3倍,高速電子流轟擊工件表面,使其表層溫度達到104℃以上、功率密度達到107W/cm2。因此,能量密度高度集中和局部高溫是電子束焊接的Z大特點。但在常規加速電壓的作用下,電子束穿透工件的深度僅為幾十分之一毫米,這與電子束焊縫的熔深(Z大可達300mm)相比是微不足道的。
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。
當參數選擇合適、裝配間隙不大于0.4mm時,均可獲得外觀成形良好、內部無缺陷的焊縫。電子束填絲焊接時,焊縫截面幾何特征在聚焦電流變化時,以表面焦點處的聚集電流為ZX,均存在一定程度的對稱性。利用這一結果可較為方便地估計工藝裕度區間,優化參數。
通常情況下,根據電子槍的類型選取某一數值,在相同的功率、不同的加速電壓下,所得焊縫深度和形狀是不同的。提高加速電壓可增加焊縫的熔深,在保持其他參數不變的條件下,焊縫橫斷面深寬比與加速電壓成正比例。當焊接大厚件并要求得到窄而平的焊縫,或電子槍與焊件間的距離較大時可提高加速電壓。在這次試驗中,由于焊接距離較大,因此,要對達到8mm厚的鋁合金件達到焊透的效果,加速電壓基本控制在30~60kV。
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。