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當(dāng)束功率密度低于105W/cm2時(shí)，電子束的能量在工件表面將轉(zhuǎn)換為熱能，由于工件表面的散熱條件較好，通過熱傳導(dǎo)的方式，熔池有向工件深層發(fā)展的趨勢(shì)，此時(shí)焊縫熔深較淺，稱為熔化成形。
當(dāng)束功率密度增大到超過105W/cm2時(shí)，焊縫表面金屬迅速熔化且劇烈蒸發(fā)，在蒸發(fā)反作用力的排斥下，熔池下凹，排開液態(tài)金屬而露出新的固態(tài)金屬表面，使電子束可以穿透到相當(dāng)?shù)纳疃龋纬梢粋€(gè)細(xì)長(zhǎng)的束孔。
隨著電子束的移動(dòng)，束孔的金屬不斷熔化并被排斥到熔池后方，冷凝后形成焊縫，這種焊縫稱為深穿入成形。電子束焊接中主要采用這種成形方法以發(fā)揮其深寬比較大的優(yōu)點(diǎn)。
電子束焊接的優(yōu)勢(shì)
①能量密度高(1010-1013W/m2)。焊縫窄，熱影響區(qū)小且具有平行邊緣，焊接變形小;一般焊接無需填充金屬;對(duì)于的工業(yè)產(chǎn)品具有較高的焊接速度;可獲得深寬比大的焊縫，焊接厚件時(shí)不開坡口一次成形。
?、谡婵諚l件下焊接。避免在焊接過程中工件氧化，焊縫純凈度高。
③可靠性及重復(fù)性好。焊接參數(shù)自動(dòng)控制，能夠焊縫質(zhì)量;焊接參數(shù)易于調(diào)節(jié)，工藝適應(yīng)性強(qiáng)。
④適用于異種金屬材料焊接，包括部分陶瓷材料。
局部真空電子束焊接技術(shù)是在大尺寸結(jié)構(gòu)件的焊縫及其附近局部區(qū)域建立真空環(huán)境，并進(jìn)行電子束焊接的技術(shù)。這種方法既保留了真空電子束焊接的特點(diǎn)，又避開了龐大的真空室，解決了厚大工件的焊接問題，可大大提高焊接質(zhì)量并降低設(shè)備成本。
當(dāng)參數(shù)選擇合適、裝配間隙不大于0.4mm時(shí)，均可獲得外觀成形良好、內(nèi)部無缺陷的焊縫。電子束填絲焊接時(shí)，焊縫截面幾何特征在聚焦電流變化時(shí)，以表面焦點(diǎn)處的聚集電流為ZX，均存在一定程度的對(duì)稱性。利用這一結(jié)果可較為方便地估計(jì)工藝裕度區(qū)間，優(yōu)化參數(shù)。
通常情況下，根據(jù)電子槍的類型選取某一數(shù)值，在相同的功率、不同的加速電壓下，所得焊縫深度和形狀是不同的。提高加速電壓可增加焊縫的熔深，在保持其他參數(shù)不變的條件下，焊縫橫斷面深寬比與加速電壓成正比例。當(dāng)焊接大厚件并要求得到窄而平的焊縫，或電子槍與焊件間的距離較大時(shí)可提高加速電壓。在這次試驗(yàn)中，由于焊接距離較大，因此，要對(duì)達(dá)到8mm厚的鋁合金件達(dá)到焊透的效果，加速電壓基本控制在30～60kV。
電子束焊對(duì)零件焊接部位的清潔度要求較高。在焊接前要將焊接表面的油、銹、氧化物以及其他雜質(zhì)清除干凈。少數(shù)零件焊接時(shí)，可用汽油清洗去油污，再用丙酮擦洗脫水和脫脂;大批量零件進(jìn)行焊接時(shí)，可采用機(jī)械化清洗方式。清洗完畢后，在矩時(shí)間內(nèi)進(jìn)行焊接。
