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电子束焊接(EBW)是一种融合焊接工艺,其中将高速电子束施加到两种要连接的材料上。当电子的动能在撞击时转化为热量时,工件熔化并一起流动。电子束焊接通常在真空条件下执行,以防止电子束散逸。
设备包括:
电子枪,产生电子束,
工作腔,大部分被抽成“低”或“高”真空,
工件机械手(定位机构),
电源以及控制和监视电子设备。
在电子枪中,自由电子是从热金属带(或金属丝)通过热发射获得的。然后通过三个电极产生的电场将它们加速并形成狭窄的会聚束:电子发射带,连接到高压(加速)电源(30-200 kV)负极和正极的阴极。高压电极、阳极。第三个电极相对于阴极带负电,称为Wehnelt电极或控制电极。它的负电位控制发射的电子进入加速场的部分,即电子束电流。
真空工作室可以具有任何期望的体积,从几升到几百立方米。它们可以配备电子枪,以提供任何所需的功率高达100 kW的电子束,如果需要,甚至更高。在微电子束装置中,尺寸可以到十分之一毫米的部件可以被焊接。在具有足够高功率电子束的焊机中,可以实现300 mm深的焊接。还有一些焊接机,其中电子束从真空中带到大气中。使用这种设备,无需的工作室即可焊接非常大的物体。
电子束设备为束发生器提供适当的电源。加速电压可以在30到200 kV之间选择。通常取决于各种条件,约为60或150 kV。随着电压的升高,技术问题和设备价格迅速上升,因此,只要有可能,就应选择大约60 kV的较低电压。高压电源的xxx功率取决于所需的焊接深度。
高压设备还为阴极加热提供5 V以上的低压,为控制电极提供高达约1000 V的负电压。电子枪还需要用于校正系统,聚焦透镜和偏转系统的低压电源。如果要提供计算机控制的成像,雕刻或类似的光束应用,后提到的可能会非常复杂。可能还需要复杂的电子设备来控制工件机械手。
电子束焊机加工具有以下的特色:
1)能量密度高电子束聚集点范围小,能量密度高,适合于加工精微深孔和窄缝等。且加工速度快,。
2)工件变形小电子束加工是一种热加工,主要靠瞬时蒸腾,工件很少发生应力和变形,并且不存在工具损耗。适合于加工脆性、耐性、导体、半导体、非导体以及热敏性材料。
3)加工点上化学纯度高 由于整个电子束加工是在真空度1.33×10-2~1.33×10-4 Pa的真空室内进行的,所以熔化时可以防止由于空气的氧化作用所发生的杂质缺点。适合于加工易氧化的金属及合金材料,特别是要求纯度高的半导体材料。
4)电子束焊机可控性好 电子束的强度和方位均可由电、磁的方法直接控制,便于实现自动化加工。
电子束焊技术早于1948年源起于德国,1952年制作了台电子束加工机,1958年诞生了台电子束焊机。真空电子束焊机提示它的基本原理是:真空条件下,电子枪发射的电子束在高电压(通常是20kV~300kV)加快下(0.3~0.7倍的光速),通过电磁透镜聚集成高能量密度的电子束,当电子束炮击工件时,电子的动能转化为热能,焊区的部分温度突然上升到6000℃以上,使工件材料熔化,完结焊接。
一台典型的真空电子束焊机首要包括了主机,控制箱,高压电源,真空抽气系统和监测控制器四大部分。
1.真空电子束焊机主机由电子枪、真空室和工件传动系统及操作台组成。
2.真空电子束焊机的高压电源包括:阳压主电源、阴极加热电源,以及束流控制用高压电源系统。
3.真空电子束焊机的控制箱包括:高压电源控制设备、电子枪阴极加热电源的控制系统、束流控制设备、聚集电源控制设备,以及束偏转发生器等。
4.真空抽气系统包括:电子枪抽气系统、作业室抽气系统?以及真空控制及监测设备。
波宾集团Pro-beam Group,是电子束技术的。波宾为焊接、硬化、微钻孔和表面涂层提供服务和设备。在过去的45 年来,来自40 多个国家的客户已经信赖波宾的解决方案。本公司在德国、中国和美国设有5 个办事处,员工总数超过430 人。公司总部设在德国慕尼黑。波宾集团是电子束和激光技术领域的企业,我们可提供电子束焊接和钻孔以及表面镀膜等工艺技术的全面解决方案。我们的客户可根据需要委托波宾进行合约制造,也可从波宾处购买为客户定制的设备。此外,凭借我们的技术专长,我们在开发环节即可作为合作伙伴,帮助客户一起打造一套的生产工艺。
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