电子束焊接

    电子束焊接（EBW）是一种熔焊工艺。在这种情况下，使具有极高速度的电子束撞击将要焊接的两个金属片。在撞击焊接区域时，电子的高动能转换为热能。然后将这种热量用于熔化两种金属，然后熔合在一起，形成牢固的焊缝。通常在真空条件下进行，以避免污染和耗散电子束。此过程背后的一般物理学包括电子通过电场和磁场加速直至达到所需速度。电磁透镜用于聚焦电子束。电子束焊接（EBW）的典型设置包括：

●电源：持续供应电子的电源

●电子枪：它是产生和加速电子的阴极管

●真空室：用于产生真空环境

●磁透镜：用于聚焦电子束

如图。 -

航空航天应用中的电子束焊接

      在航空航天应用中，EBW的工作室很大，带有高压电子枪。该工作室还包括CNC控制的高精度工件机械手。航空航天需要高精度，无缺陷的焊接。对于如此高的要求，EBW较适合提供几个好处，例如高密度的电子束可实现更窄和更深的熔深以实现无变形焊接。我们还可以焊接各种材料，例如航空发动机中通常使用的钛，铝和高强度合金。 EBW的用途包括：前轴承箱压缩机转子这是一个复杂而重要的部件，这是由EBW组装而成的旋转部件，采用线性和外接方式制造，从而节省了重量，材料和加工潜在的焊接成本。

    航空发动机应用：现在是EBW广泛使用的领域。这是因为其他焊接方法难以使用（因为它们需要特殊的属性，例如更深的焊接）。 EBW早初在航空发动机中的应用是将其用于将一组定子叶片焊接在一起，其中每个叶片都由一系列具有耐热和/或耐腐蚀特性的钢或镍基合金制成。它们具有紧密的尺寸公差，从而限制了其他焊接技术的使用。 EBW在这种类型的项目中非常成功在截面横截面厚度变化的应用中，我们仍然可以在整个焊缝中使用相同的焊接参数。

      夹具设计用于引导和定位移动工具，还可以根据组件的大小容纳多个组件。定子叶片组件也可以采用不同的方式进行焊接，其中叶片平台之间每个接头的焊接程序都需要进行四道焊缝：外层平台的平焊和精焊，内层平台的平焊和精焊。现在要做所有这些，我们需要不同的光束设置和工件操纵器的不同运动方式。显而易见，现在系统的复杂性已经增加，我们提供了辅助自动化支持。这种支持来自CNC，其中操作员首先向机器教授有关四个焊道的每个子程序。接下来，他教机器如何按顺序正确定位每个接缝处的角度，以便在热量散布时，将可能的变形较小化。现在，由于机器现在已经知道要操作基本原理，因此操作员只需启动焊接周期，机器就可以自行发挥作用，而操作员仅可以担任监督角色。

激光束焊接

      激光束焊接是一种焊接融合工艺，其中通过使用激光将材料连接在一起。用于焊接的高强度激光通常用于连接熔点高的材料，例如超级合金。系统中的激光束聚焦到材料的型腔，并具有足够的能量来熔化材料并填充型腔。该过程非常有用，因为它可以通过机器人机械轻松实现自动化。在设置中，电路由一个高电荷电容器，两个高强度闪光灯，透镜和两个反射镜组成。如图所示，它们正在被建立，能量源提供高能量，闪光灯发出激发的光子，这些光子撞击红宝石晶体的表面，由于这些光子，电子被高壳激发。这些电子返回到较低能态时，会发射光子，并沿方向传播。这些光子再次激发电子，并且重复相同的过程以产生两个光子。这重复并且重复，并且导致集中的光子束。上面的反射镜是100％反射的，其他部分是反射的，反射光子，并且从下侧反射一些光子，使其入射到透镜上。透镜将光束聚焦到腔点。这种高强度的光子具有足以熔化材料并填充空腔的能量。当熔体冻结时，这将成为牢固的焊接。



   功率密度非常高，约为1MW /平方厘米。因此，HAZ较小，冷却速率较高。由于聚焦，集中光束的设计和定位可以自动进行，并且通常使用CAM来控制运动。

LBW的一些显着特征是：

●高质量，无需电极

●因为是非接触过程，所以没有工具磨损

●易于自动化，可用于大规模生产

●能够焊接不同物理性能的金属和高温合金

●与EBW不同，可以通过空气完成，不需要真空。

但是，除了这些特性外，它在日常焊接中很少使用。成本和维护成本太高。另外，需要高技能的劳动力，并且能量转换非常少。