一、電子束焊接發(fā)展概況和前景

電子束焊接技術(shù)主要應(yīng)用于質(zhì)量或生產(chǎn)率要求高的產(chǎn)品或行業(yè)領(lǐng)域，電子束焊接是目前最為成熟的高能束流加工方法之一。約在1950年前后，核能工業(yè)的發(fā)展促使人們對(duì)高熔點(diǎn)金屬及稀貴金屬需求的增加。但是，該些材料在焊接時(shí)對(duì)大氣環(huán)境中的氧、氮、氫等氣體有很強(qiáng)的親和力，極易形成化合物，影響接頭性能。而在當(dāng)時(shí)，真空技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)水平，真空能提供惰性氣體更“純凈”的保護(hù)條件，可是電弧不能在真空中維持。于是，電子束焊接技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

電子束焊接與核工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。由于核輻射的防護(hù)，對(duì)核容器質(zhì)量提出了極高的要求，一些大厚度結(jié)構(gòu)采用傳統(tǒng)焊接或激光焊接方法無法實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的接頭，核工業(yè)中采用的一些難熔高溫材料，采用傳統(tǒng)焊接或激光焊接方法很難實(shí)現(xiàn)連接，而電子束焊接可以很好地實(shí)現(xiàn)其連接。今后幾十年中，我國的核能裝備將以幾何級(jí)數(shù)增長，電子束焊接作為一種先進(jìn)的連接技術(shù)，必將在其中發(fā)揮重要作用。

20世紀(jì)60年代初，電子束焊接逐步應(yīng)用于飛機(jī)制造業(yè)和宇航工業(yè)中貴重金屬的焊接。隨著現(xiàn)代航空和宇航等尖端技術(shù)的應(yīng)用而迅速發(fā)展起來，成功地解決了為現(xiàn)代尖端產(chǎn)品而發(fā)展的各種新型材料的焊接問題。電子束焊接并且在汽車工業(yè)、船舶工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用也日益廣泛。電子束焊接的應(yīng)用前景簡(jiǎn)列如下：

1、電子束焊接在復(fù)雜零件的大批量生產(chǎn)中將有較大的發(fā)展。例如，在汽車工業(yè)中，采用電子束焊接技術(shù)焊接汽車的齒輪和后橋等，可以提高工作效率、降低成本、提高零件的質(zhì)量。

2、在航空航天工業(yè)中，電子束焊接技術(shù)將繼續(xù)擴(kuò)大其應(yīng)用，并發(fā)展電子束焊接的在線檢測(cè)技術(shù)等。

3、由于電子束焊接在厚大件焊接中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，所以在能源、核工業(yè)、船舶行業(yè)、重型機(jī)械制造中大有用武之地。

4、電子束焊接的焊接設(shè)備將趨向多功能及柔性化，隨著電子束焊接應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，多功能電子束焊的焊接設(shè)備和集成工藝以及電子束焊機(jī)的柔性化將越來越重要。

5、宇航技術(shù)中所用各類火箭、衛(wèi)星、飛船、空間站、太陽能電站等的結(jié)構(gòu)件、發(fā)動(dòng)機(jī)以及各種儀器均需用焊接技術(shù)來完成，電子束焊接將是實(shí)現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)焊接和滿足其需求的強(qiáng)有力技術(shù)。且隨著高端設(shè)備、技術(shù)等國產(chǎn)化趨勢(shì)的增強(qiáng)，及電子束焊接等技術(shù)對(duì)焊材及人工成本的大幅降低優(yōu)勢(shì)逐漸趨于明顯等，國內(nèi)電子束焊機(jī)等電子束金屬加工設(shè)備行業(yè)發(fā)展將迎來利好趨勢(shì)，給電子束焊機(jī)的發(fā)展增添了新的活力。

二、電子束焊機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

電子束焊接從射束產(chǎn)生和焊接工藝的基礎(chǔ)研究到走上正規(guī)工業(yè)生產(chǎn)的道路，前后經(jīng)歷20多年的歷史，逐步使這一焊接方法成為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要加工手段，并廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域。近年來，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，特別是真空技術(shù)、高壓技術(shù)、電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步完善，給電子束焊機(jī)的發(fā)展增添了新的活力目前世界各國正在利用這些方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)研制和發(fā)展新型的電子束焊機(jī)，其發(fā)展趨勢(shì)大致如下:

1、發(fā)展大功率的中壓型或高壓型焊機(jī)

重型機(jī)器制造業(yè)的發(fā)展，重型產(chǎn)品的噸位不斷增加，為減少加工上的困難，更加需要采用焊接方法進(jìn)行組合加工。這些重型設(shè)備的焊縫熔深范圍超過100mn需要生產(chǎn)功率超過100kW的電子束焊機(jī)。大型超厚的零部件采用電子束焊接，可以減小變形，降低成本，縮短加工時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量。國外已有“150kV，60kW”的真空電子束焊機(jī)，一次焊接深度可達(dá)130mm。

2、發(fā)展具有大容積焊接工作室的真空電子束焊機(jī)

由于真空電子束焊接具有一系列優(yōu)點(diǎn)，因此越來越多的大型零部件希望采用電子束焊接。但是，受真空室尺寸限制，很多大體積、大重量的工件難以使用這種方法進(jìn)行焊接。

3、發(fā)展具有更大靈活性的動(dòng)槍式焊機(jī)

對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型、重型部件，翻轉(zhuǎn)、定位、調(diào)整都很困難，有時(shí)一個(gè)部位上有若干條不同角度或不同平面內(nèi)的焊縫，特別需要使用電子槍可靈活轉(zhuǎn)換位置的真空電子束焊機(jī)。發(fā)展具有更大靈活性的動(dòng)槍式焊機(jī)是電子束焊接領(lǐng)域一個(gè)迫切的課題，目前國外已制成的動(dòng)槍式焊機(jī)的電子槍可在垂直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)35°-45°，可基本滿足上述構(gòu)件焊接的需要

4、發(fā)展計(jì)算機(jī)化的真空電子束焊機(jī)

電子計(jì)算機(jī)、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使機(jī)電一體化成為當(dāng)前機(jī)床工業(yè)的發(fā)展方向，電子束焊也不例外。目前已生產(chǎn)出帶CNC控制系統(tǒng)的真空電子束焊機(jī)，通過CNC系統(tǒng)可對(duì)所有機(jī)械坐標(biāo)（包括焊接工作臺(tái)和電子槍的移動(dòng)）和焊接參數(shù)進(jìn)行控制。

5、真空電子束焊機(jī)的自動(dòng)生產(chǎn)線

汽車、拖拉機(jī)行業(yè)需要制造系列化的傳動(dòng)軸與傳動(dòng)齒輪，采用電子束焊接不但減少了制造上的困難，而且焊后變形小、焊接參數(shù)有最佳的重復(fù)精度及高的焊接速度。由于汽車、拖拉機(jī)中軸與齒輪的生產(chǎn)量極大，因此真空電子束焊機(jī)需要與其他加工機(jī)床結(jié)合，組成自動(dòng)生產(chǎn)線。這種專用生產(chǎn)線還包括工作誤差測(cè)量裝置和工件焊前預(yù)熱的感應(yīng)加熱器等。