電子束焊接:工作原理、優勢和應用
電子束焊接
電子束焊接 (EBW) 是一種焊接工藝,其中高速度電子束應用於待連線或熔合的材料。當這些高速電子撞擊工件時,電子的動能轉化為熱能,熔化工件。
第一臺實用的電子束焊接機由德國物理學家卡爾-海因茨·施泰格瓦爾德於1958年研製成功。為了防止電子束變形,電子束焊接在真空環境下進行。
電子束焊接的工作原理
下圖顯示了電子束焊接(電子束槍)的典型示意圖。
在電子束焊接中,當真空中的陰極被燈絲加熱時,它會發射出一束高速電子。這些電子透過電壓進一步加速,並透過電磁線圈會聚。當電子束撞擊工件時,電子的動能轉化為熱能。然後,利用產生的熱能進行焊接。
對於典型的電子束焊接機,光斑直徑約為0.2毫米。電子束焊接允許較小的變形,因為施加到焊縫周圍區域的熱量較低。
電子束焊接的優勢
電子束焊接的優點如下:
電子束焊接過程消除了焊區和焊縫的空氣汙染,因為它是在真空環境下進行的。
電子束焊接消耗的功率低,因此執行成本低。
它產生窄電子束,減少了工件的變形。
電子束焊接是唯一可用於連線鈮等高溫金屬的工藝。
電子束焊接具有高沉積率。因此,其單道次可以產生高質量的焊縫。
電子束焊接可產生深熔透,變形極小。
電子束焊接的應用
電子束焊接的一些應用如下:
可以透過控制電子束輸出功率來控制熔深調節,因此電子束焊接適用於各種基材,從厚板到薄板。
使用電子束焊接也可以焊接鎢等高熔點金屬。
電子束焊接可用於鈦等活性金屬,這些金屬在焊接過程中可能會氧化。
電子束焊接廣泛應用於各種工業應用中,例如電子元件、橋樑、飛機部件、船體等的焊接。
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