无处不在的“电子束”

电子束焊接是一种高能电子束加热并熔化工件以实现焊接的方法。在电子束焊中，通过利用一个电子枪发射一个高速电子束，将电子束照射到工件焊缝处，使焊缝瞬间被加热并熔化，随后快速冷却并凝固形成焊接。电子束焊接具有高能量密度、焊缝即时熔化、热影响区小、无需外加焊接材料等优点，适用于对焊缝质量要求较高、材料厚度较薄、材料易挥发等特殊材料的焊接。

电子束焊接在我们所熟知的领域究竟都发挥着什么作用呢？往下滑让我们一起探寻！

焊接在工业上的应用

1、飞机和航天飞行器

电子束已被用来将钛锻件焊接成新型直升机的转翼,现代战斗机的机翼箱等。发动机上一些其他部件如透平罩、压缩机箱体以及飞机的燃料驱动系统和着陆起落架等也都采用了电子束焊接。

由于电子束焊接的变形和热影响区小,已被用于航天飞机发动机的装配焊接,如主燃烧室、热气歧管、高(低)压燃料涡轮泵、高(低)压氧化剂涡轮泵、燃料预燃烧室、氧化剂预燃烧器等间的焊接。

2、发电设备

电子束焊接以其独有的优点正在发电设备的制造方面取代传统的焊接方法。如美国、日本等国家都已使用真空电子束焊接取代埋弧焊工艺焊接汽轮机定子和汽轮机导向叶片。使用埋弧焊需要几天才能完成的焊接,使用电子束焊接后仅需几个小时就能完成。

3汽车工业

使用电子束焊接方法焊接汽车后桥,省去了坡口的制作的准备。由于在真空条件下施焊,电子束焊接大大地清除了产生气孔、裂纹、夹渣等这些缺陷的可能。强度得到了保证,获得了极佳的经济效益。此外,真空电子束焊接还用来焊接汽车驱动轮、扭矩变换器、行星齿轮支座、飞轮、滑叉等,都取得了前所未有的效果。近年来电子束应用到新能源汽车行业，如电池技术，驱动部件等。工程机械变速箱齿轮部件等。

（找一张汽车的图）

4、电子元器件

随着现代工业对电子线路和元器件的要求越来越高,电子束焊在电子行业发挥着越来越重要的作用。真空电子束用来焊接密封晶体管已取代钎代焊焊接晶体管连接接头。有些电子线路和元器件要求其焊缝在焊完后继续保持在真空密封装置内,焊缝不得有腐蚀性杂质,电子束焊接正是满足这种要求的最有效方法。

5、机械基础件

电子束也用来焊接有特殊要求的机械基础件,如轴、轴承、齿轮、金属带锯、双金属带等。对于硬度极高的金属的切断,使用电子束,可将高速钢型材焊在柔韧的载体带上。以及其他复合材料的焊接，如铜与不锈钢的焊接，不锈钢与碳钢的复合焊接，铜材与银材的焊接等等。

6、核工业产品

电子束焊接最早应用于核工业产品部件，近些年来,在这一领域得到更充分的发展。如:一种核工业多种用途的真空电子束焊机，在离子推进系统中，它应用于难熔、耐蚀金属的焊接和不同金属之间的连接,焊缝无裂纹和泄漏,变形也相当小。

7、特高压电网

高压输电网络触头，电极板材，复合材料的焊接。

电子束焊接的发展趋势

美国和苏联的宇航员还在太空实验室进行了电子束焊接和切割试验,展现了电子束焊接的广阔发展前景,今后电子束焊接的发展趋势可以概括为:

1、继续扩大我国在航空航天工业中的应用范围,并在修复领域发挥作用;

2、焊接设备将趋向多功能化和柔性化;

3、非真空电子束焊接的研究和应用将日益成为热点;

4、在厚大件和批量生产中继续发挥其独特优势；

5、电子束焊接将成为空间结构焊接的强有力工具；

6、以电子束为热源的3D打印增材制造领域也有非常大的应用。

电子束焊机得以如此广泛应用和迅速发展的重要原因是它不断采用大量的先进技术,高压电束枪、高压绝缘系统、光学测量装置、焊缝自动扫描、焊缝跟踪器、CNC 等。随着各种新材料、新结构、新技术和新领域的不断涌现,电子束焊接将会获得进一步的开发和应用,并在现代工业中发挥日益重要的作用。

审核编辑 黄宇