因為電子束的能量非常高,拿0.8mm鋼板來說,焊接速度可達(dá)200mm/s,如果要焊接200mm厚的錳鋼,焊速也可達(dá)300mm/min,這是常規(guī)焊接方法可望而不可即的。正是由于焊速快,溫度高,所以焊接熔區(qū)非常小,這就決定了輸入能量比常規(guī)焊接小得多,因此熱影響區(qū)就很小,這對材料本身性能影響就小,這對各類敏感器探頭的封裝是非常有利的。
電子束不僅能量密度高而且可調(diào)整,被焊零件的厚度可薄至0.05mm,厚至300mm(鋼)如果要是鋁可達(dá)到550mm,主要的是不用開坡口一次就焊透。因為焊接在真空中進(jìn)行,可以避免空氣中的氫和氧對焊縫的影響,可的完成對較活性的材料焊接,如鉬、鈾、鈦等。對于兩種物理性質(zhì)差別很大的材料也可焊接,比如非常薄的銅片與非常厚的鋼制零件焊接到一起。
經(jīng)過電子槍產(chǎn)生,并由高壓加速和電子光學(xué)系統(tǒng)匯聚成的功率密度很高的電子束撞擊到工件表面,電子的動能轉(zhuǎn)換為熱能,使金屬迅速熔化和蒸發(fā)。在高壓金屬蒸汽的作用下,熔化的金屬被排開,電子束就能繼續(xù)撞擊深處的固態(tài)金屬,同時很快在被焊工件上鉆出一個鎖性小孔,小孔的周圍被液態(tài)金屬包圍。隨著電子束與工件的相對移動,液態(tài)金屬沿小孔周圍流向熔池后部,逐漸冷卻、凝固形成焊縫。
由于焊縫及其熱影響區(qū)發(fā)生了復(fù)雜的物理化學(xué)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(qū)的組織,消除殘余應(yīng)力,促使殘余的氫逸出,從而提高焊接接頭的韌性,增強(qiáng)零件抵抗應(yīng)力腐蝕的能力,零件形狀和尺寸的長期穩(wěn)定。
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(zhì)清除干凈。少數(shù)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(jìn)行焊接時,可采用機(jī)械化清洗方式。清洗完畢后,在矩時間內(nèi)進(jìn)行焊接。
任何焊接方法和焊接工藝都有其特的優(yōu)缺點,電子束焊也不例外,看電子束焊的優(yōu)點,電子束焊穿透能力上是比較強(qiáng)的,所以焊縫的深度上相對會比較深,電子束焊在焊接速度上相對比較快,焊接的影響區(qū)較小,同時焊接變形小,所以對于精加工的構(gòu)件來說,焊后也是需要保持足夠高的精度因為電子束焊是真空型的焊接,所以說在焊接方面可以防止熔化金屬受到氧,氨等有害氣體的污染,而且還有利于焊縫金屬的除氣和凈化,因而特別適用于活潑金屬的焊接。