电子束焊接工艺

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《焊接技术手册》第289页（1604字）

1．焊接工艺参数的影响

(1)工作电压(加速电压)U_b：其U_b增加，焊缝深度及宽度增加，熔深增加远比熔宽增加快。焊接5mm不锈钢时，U_b从22kV增至32kV时，熔深h增加4倍，熔宽增加1倍多。U_b对焊缝成形的影响如图6－24所示。

图6－24 U_b对焊缝成形的影响

(2)焊接电流(电子束电流)I_b：其I_b对焊缝成形影响的程度随材料不同而异。图6－25是焊接不锈钢时的测试结果。U_b为25kV时，I_b从20mA增至50mA，熔深从0．25mm增至4mm，增加了15倍，熔宽也增加了3倍多。

图6－25 电子束流I_b对焊缝成形的影响

(3)电子束功率：电子束功率对焊缝成形的影响与电子束电流的影响类似，如图6－26所示。当功率从400W增至1250W时，焊缝熔深增加了5倍，熔宽增加3倍多。

图6－26 电子束功率对焊缝成形的影响

(4)焊接速度：焊接速度V_b增加，线能量减小，焊缝熔深、熔宽均减小。图6－27是焊接不锈钢时的测量结果。

图6－27 焊速V_b对焊缝成形的影响

(5)电子束焦点直径：其他参数固定时，焦点直径取决于阴极与聚焦透镜套筒之间的距离a。a增大，焦点直径减小，熔宽减小，熔深变化不大。因此可以在保持熔深基本不变的情况下，在较大范围内调节熔宽。图6－28是焦点直径对焊缝成形的影响趋势。

6－28 焦点直径对焊缝成形的影响

以上规律对于较低的加速电压比较明显。为了进一步测试高压电子束焊接时I_b、V_b对焊缝成形的影响规律，在1kW高压电子束焊机上，对6．3mm真空熔炼锆合金－2号进行焊接实验。实验结果表明：①高电压时，焊接速度不变，提高I_b、U_b均使熔深h增加。②当U_b一定时，存在一电流I_b的临界值。即在此电流值时，获得最大熔深，并且耗能最小。I_b临界值数值与使用的U_b有关，U_b提高，I_b临界值增大，反之亦然。③焊接速度V_b、焊接电流I_b均固定时，提高加速电压U_b，使h／b增大。

2．工艺参数的选择

(1)利用线能量与焊件厚度的关系图6－29，根据不同材料的厚度，查出所需的线能量数值。选定一个焊接速度，在图的左下方查出一个所需功率。根据焊机情况选定一个加速电压。根据功率等于U_b·I_b关系确定I_b。用上述方法确定了I_b、U_b、V_b大致范围之后，通过实验调节，最终确定具体规范。

线能量q的计算公式为：q=60U_bI_b／V_b(J／cm)，式中U_b、I_b、V_b分别为加速电压V，电子束电流(A)，焊接速度(cm／min)。

图6－29 线能量与材料厚度的关系

(2)查表法：根据材料种类和厚度在表6－13中选择一近似规范，在此基础上进行调试，确定使用的具体规范。

表6－13 常用材料电子束焊规范参数