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陶瓷与金属电子束焊的特点优化

【摘要】:陶瓷与金属的电子束焊是一种很有效的方法,由于是在真空条件下进行,能防止空气中的氧、氮等污染,有利于陶瓷与金属的焊接,焊后的气密性良好。陶瓷与金属的真空电子束焊时,焊件的接头形式有多种,比较合适的接头形式以平焊为最好。电子束焊枪根据加速电压的不同有高压型、中压型和低压型三种,对于陶瓷与金属的焊接来说,最合适的是采用高真空度低压型电子束焊枪。

20世纪60年代以来,国外已开始将电子束焊应用到金属与陶瓷的焊接工艺中,这种方法扩大了选用材料的范围,也提高了陶瓷焊接件的气密性和力学性能,满足了多方面的需要。

电子束焊是一种用高能密度的电子束轰击焊件使其局部加热和熔化的焊接方法。陶瓷与金属的电子束焊是一种很有效的方法,由于是在真空条件下进行,能防止空气中的氧、氮等污染,有利于陶瓷与金属的焊接,焊后的气密性良好。

电子束经聚焦能形成很细小的直径,可小到0.1~1.0mm,其功率密度可提高到106~108W/cm2。因而,电子束穿透力很强,加热面积很小,焊缝熔宽小、熔深很大,熔宽与熔深之比可达1∶10~1∶50。这样不仅焊接热影响区小,而且应力也很小。这对于陶瓷精加工件作为最后一道工序,可以保证焊后结构的精度。

这种方法的缺点是设备复杂,对焊接工艺要求较严,生产成本较高。陶瓷与金属的真空电子束焊时,焊件的接头形式有多种,比较合适的接头形式以平焊为最好。也可以采用搭接或套接,工件之间的装配间隙应控制在0.02~0.05mm,不能过大,否则可能产生未焊透等缺陷。

陶瓷与金属真空电子束焊机,由电子光学系统(包括电子枪和磁聚焦、偏转系统)、真空系统(包括真空室、扩散泵、机械泵)、工作台及传动机构、电源及控制系统四部分组成。电子束焊机的主要部件是电子光学系统,它是获得高能量密度电子束的关键,在配以稳定、调节方便的电源系统后,能保证电子束焊的工艺稳定性。电子束焊枪根据加速电压的不同有高压型(110kV以上)、中压型(40~60kV)和低压型(15~30kV)三种,对于陶瓷与金属的焊接来说,最合适的是采用高真空度低压型电子束焊枪。