一、電子束焊接工藝概念及原理

　　電子束焊接工藝是一種利用電子束作為熱源的焊接工藝。 電子束發(fā)生器(附圖一)中的陰極加熱到一定的溫度時(shí)逸出電子，電子在高壓電場(chǎng)中被加速，通過(guò)電磁透鏡聚焦后形成能量密集度極高的電子束，當(dāng)電子束轟擊焊接表面時(shí)，電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使焊接件的結(jié)合處的金屬熔融，當(dāng)焊件移動(dòng)時(shí)，在焊件結(jié)合處形成一條連續(xù)的焊縫。

　　(附圖一：電子束發(fā)生器)

　　二、性能和特點(diǎn)

　　1、電子束能量密度高、一般可達(dá)10⁶~10⁹W/cm²,是普通電弧焊和氬弧焊的100~10萬(wàn)倍。因此可實(shí)現(xiàn)焊縫深而窄的焊接，深寬比大于10:1;

　　2、電子束焊縫化學(xué)成份純凈, 焊接接頭強(qiáng)度高、質(zhì)量好;

　　3、電子束焊接所需線能量小，而焊接速度高，因此焊件的熱影響區(qū)小、焊件變形小，除一般焊接外，還可以對(duì)精加工后的零部件進(jìn)行焊接;

　　4、可焊接普通鋼材、不銹鋼、合金鋼及銅、鋁等金屬、難溶金屬(如鉭、鈮、鉬)和一些化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬(如鈦、鋯、鈾等);

　　5、可焊接異種金屬, 如銅和不銹鋼、鋼與硬質(zhì)合金、鉻和鉬、銅鉻和銅鎢等;

　　6、電子束焊接的工藝參數(shù)，如加速電壓、束流、聚焦電流、偏壓、焊速等可以精確調(diào)整，因此易于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程自動(dòng)化和程序控制，焊接重復(fù)性好;

　　7、電子束焊接能焊接復(fù)雜幾何形狀工件;

　　8、與普通焊接相比, 其焊接速率更高(尤其對(duì)于大厚件的焊接工件)，如自動(dòng)變速器中的各種“齒輪、離合器機(jī)構(gòu)、行星機(jī)構(gòu)、液力變矩器”等薄壁工件其表現(xiàn)為“焊接變形小、表面成型光整美、焊接飛濺、節(jié)能高效” 附圖二。

　　(附圖二)

　　三、智能數(shù)字電子束焊接工藝(IGBT)與普通電子束焊機(jī)工藝比較

　　經(jīng)過(guò)我所(中科院電工研究所&北京中科電氣)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及客戶反饋，采用智能全數(shù)字的焊機(jī)工藝參數(shù)加工，得出以下主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

　　◆高精度：采用Ti先進(jìn)的32位高速DSP，極大提高系統(tǒng)的精度;運(yùn)用先進(jìn)的控制算法，實(shí)時(shí)修正系統(tǒng)參數(shù)，使系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài);焊接參數(shù)實(shí)時(shí)跟蹤保護(hù)，其部件焊接的深寬比穩(wěn)定，且深度、寬度可控只在0.1mm范圍內(nèi);

　　◆高效能：采用高頻斬波的焊接工藝技術(shù)，極大的減小了變壓器體積和重量;大大提高了電源效率;

　　◆全數(shù)字化：利用工業(yè)用觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面友好操作;所有參數(shù)全數(shù)字設(shè)定并存儲(chǔ)，主要參數(shù)動(dòng)態(tài)曲線顯示;完善的保護(hù)功能，具有實(shí)時(shí)故障顯示功能，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠;

　　◆低噪音：IGBT逆變式高壓電源替代(頻率20000Hz)傳統(tǒng)的中頻機(jī)高壓電源(400Hz)，從根本上消除了焊接時(shí)所產(chǎn)生的噪聲源;

　　◆超強(qiáng)自保護(hù)：采用智能數(shù)字焊接技術(shù)具有電子束流過(guò)流故障、高壓電壓輸出過(guò)壓故障、開(kāi)關(guān)功率管過(guò)流、過(guò)載故障、供電電流過(guò)流故障等保護(hù)，上述任一故障發(fā)生時(shí)，均產(chǎn)生相應(yīng)的故障輸出信號(hào)，并立即切斷高壓電源，同時(shí)將故障信息在觸摸屏上顯示出來(lái);

　　◆智能控制：采用智能數(shù)字焊接技術(shù)其高壓電源、燈絲電源、柵偏電源和聚焦電源均采用閉環(huán)控制，極大增強(qiáng)了高壓電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。燈絲電源采用高頻逆變型恒流開(kāi)關(guān)電源，采用電流閉環(huán)控制，使得燈絲電源的穩(wěn)定性和抗干擾能力更強(qiáng)，有利于薄件焊接以及雙面成型的焊接，同時(shí)延長(zhǎng)了燈絲的使用壽命，能夠一定程度上節(jié)省燈絲購(gòu)買(mǎi)成本;聚焦電源采用數(shù)字化恒流源技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)變焦焊接，電源的穩(wěn)定性更高，焊縫一致性更好;

　　◆故障自診斷：采用數(shù)字控制技術(shù)，能使電子槍電源故障診斷功能大大增強(qiáng)。該電源具有燈絲斷路自動(dòng)識(shí)別功能，當(dāng)燈絲斷裂后，能夠及時(shí)識(shí)別出燈絲故障并提醒用戶更換燈絲，使得本焊機(jī)更加智能化和人性化;

　　◆實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的存儲(chǔ)調(diào)用：設(shè)備具有輸入、存儲(chǔ)和調(diào)用焊接工藝參數(shù)的功能(如：束流、聚焦、高壓、焊接速度和焊接直徑等)。通過(guò)觸摸屏選擇客戶所要焊接的零件號(hào)，可調(diào)用其自動(dòng)焊接工藝程序(已存儲(chǔ)好的)，并將自動(dòng)完成焊接品種轉(zhuǎn)換時(shí)工藝程序調(diào)整的全過(guò)程，這樣便實(shí)現(xiàn)了智能焊接的參數(shù)控制，可以保證自動(dòng)變速器中的薄壁件焊接后的變形量在0.03mm以內(nèi),附圖三。

　　(附圖三)