一、什么是電子束焊接和激光焊接

電子束焊是指利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊接面，使被焊工件熔化實現(xiàn)焊接。真空電子束焊是應用最廣的電子束焊。

激光焊是一種以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進行焊接的方法。由于激光具有折射、聚焦等光學性質(zhì)，使得激光焊非常適合于微型零件和可達性很差的部位的焊接。激光焊還有熱輸入低，焊接變形小，不受電磁場影響等特點。由于目前激光器價格昂貴、電光轉(zhuǎn)換效率較低等原因，激光焊尚未廣泛應用。

二、電子束焊接和激光焊接的區(qū)別

1、原理

激光焊是高能光束照射工件，使接縫熔融形成焊縫。

電子束焊是高能電子束轟擊工件，使接縫熔融形成焊縫。

2、設備投資

一般激光焊接設備一次性投資略高于電子束。

電子束焊設備一次性投資高于其它焊接設備，略低于激光焊接，價格約40-50萬元。

3、生產(chǎn)效率

激光焊接：以焊接直徑φ60為例，15秒/件。

電子束焊：以焊接直徑φ60為例，60秒/件。

4、變形量

激光焊接：小。

電子束焊：小。

5、對中要求

激光焊接：士0.2mm。

電子束焊：士0.05mm。

6、使用總功率

激光焊接：高。

電子束焊：較高。

7、表面開頭缺陷

激光焊接：細流線。

電子束焊：背面皺紋。

8、焊接深寬比

激光焊接：5：1。

電子束焊：10：1。

9、相同焊接深度時的結(jié)合力

激光焊接：高。

電子束焊：較高。

10、活性金屬焊接

激光焊接：需在帶光學元件的密封焊接室內(nèi)焊接。

電子束焊：高真空，電子束適合于活性金屬焊接。

11、焊接缺陷

激光焊接：較小，激光焊對焊縫有純化作用。

電子束焊：與激光焊相比易產(chǎn)生夾雜.出現(xiàn)焊接缺陷。

12、工夾具的要求

激光焊接：無。

電子束焊：對工夾具需進行去磁處理。

13、X射線

激光焊接：無。

電子束焊：產(chǎn)生X射線需進行保護。

14、易損件

激光焊接：鏡片。

電子束焊：真空泵、密封圈。

15、應用范圍

激光焊接：在汽車、軌道客車、機械電子、管板焊接、醫(yī)療器械等領域應用廣范。

電子束焊：在航空航天、大厚件的發(fā)電、石化、造船領域等應用廣泛，近年在汽車制造領域也有應用。

三、電子束焊和激光焊的優(yōu)缺點

1、電子束焊接優(yōu)缺點

優(yōu)點：

（1）電子束焊的能量轉(zhuǎn)換效率非常高（80%~90%），可以開發(fā)出高功率的大型焊接設備（在日本，出現(xiàn)了加速電壓600kV、功率300kW的超高壓電子束焊焊機）。

（2）電子束焊焊縫非常細，深寬比很容易達到10：1，甚至20：1（最新報道顯示：日本焊接200毫米厚不銹鋼時，深寬比達到70：1）。

（3）電子束焊可控性更好，甚至可以在工件中形成曲線孔徑。

（4）電子束焊更容易焊接不同材料和特殊材料。

缺點：

（1）真空腔是電子束焊接技術研究的重要領域，真空腔對防止電子散射有很大的影響，而真空腔又是電子束焊接技術的發(fā)展方向。

（2）由于真空室的存在，抽真空成為影響循環(huán)時間的主要障礙（現(xiàn)在用于齒輪焊接的單個電子束焊設備的循環(huán)時間難以在60秒以內(nèi)）。

（3）磁偏移：由于電子帶電會受到磁場偏移的影響，需要電子束焊焊工件在焊接前進行磁處理。

（4）x射線問題：x射線在高壓下特別強，需要保護作業(yè)人員。

（5）工件組裝質(zhì)量要求嚴格，工件表面清潔要求高。

2、激光焊接的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

（1）激光焊接無需真空室，無需去磁處理，可在大氣中進行，不會產(chǎn)生抗X射線的問題，因而可在線作業(yè)，也可焊接各種材料。

（2）激光焊接的循環(huán)時間比電子束焊接要短得多（容易達到30秒）。實際上，20年前，激光焊接就已獲得電子束焊接的地位，并成為高能束焊接技術發(fā)展的主流。

但是，受技術進步的限制，激光焊接比電子束焊接有一定的弱點。

缺點：

（1）激光能量轉(zhuǎn)換效率較低，RofinDC系列CO_2激光器能量轉(zhuǎn)換效率低于20%，而IPG光纖激光器僅為30%以上。

（2）由于能量轉(zhuǎn)換效率低，大功率激光焊接在生產(chǎn)線上的應用經(jīng)濟性差。激光焊接設備的功率一般在20KW以下，其焊接深度可達10mm以下。

（3）隨著新一代激光的誕生，激光的使用壽命可達5萬小時，大大降低了激光焊接設備的使用成本。然而，獲得理想的焊接質(zhì)量保護氣體是必不可少的，這也導致加工成本的增加。

（4）激光器的深寬比小于電子束焊焊，一般在10：1以內(nèi)（在齒輪激光器中，焊縫的深度一般在4~6mm，所以這個深寬比也比較適合），不適合大厚度工件的焊接。

（5）激光焊接對鋁合金材料和其他高反射率材料的焊接仍存在技術難點，必須通過填充等輔助手段達到理想的焊接效果。

激光焊接與電子束焊接都屬于高能束流焊接工藝，各有其優(yōu)缺點，激光焊接因為適應性強，在機械，車輛制造等多個領域廣泛應用；對于焊接大熔深且質(zhì)量高的厚大部件，電子束焊接具有不可替代的作用。