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  公司生產的電子束焊錳銅分流器,錳銅原材料采用北京有色金屬總院及上海振嘉合金材料廠提供,其阻值均勻性及溫漂系數均高于現行錳銅合金的國家標準。
 
   
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影響電子束焊接質量的幾個工藝因素1
 
       
   

  電子束焊接(Electron Beam Welding—EBW)技術是高能束(High Energy Density Beam—HEDB)加工技術的一個重要組成部分,與激光焊接相比各有優點[1]。電子束焊接除了具有輸入能量密度高、加熱面積小、焊接速度快、焊縫熱影響區窄、工件變形小等特點之外,還具有電子束穿透深、焊縫深寬比大、電子束控制方便以及真空環境中的焊縫不受污染等特點[2]。電子束焊接適于精密焊接、穿透及深度(大厚度工件)焊接、高效率焊接和特殊焊接等。作為熱加工手段之一,電子束焊接技術已經比較成熟,但又有良好的發展勢頭,有關機理、自動化程度、質量監控、應用領域等研究內容尚在不斷進步。
  我們從二十世紀六十年代開始進行電子束焊接工藝及應用研究,涉及的材料有高熔點金屬、高彈性合金、可伐合金、不銹鋼、高強鋼、有色金屬及其合金和陶瓷等非金屬材料;涉及的工件結構多種多樣,以中小型精密零件為主。三十多年來已取得多項科技成果。本文試圖從一些具體工件的焊接實例入手(以本單位的應用范例為主)討論影響電子束焊接質量的幾個工藝因素。
  2.焊縫結構及配合間隙
  在焊接實踐中,會碰到形形色色的工件,焊縫結構也各不相同,但總體上可分為:對焊縫、端焊縫、角焊縫(包括穿透焊縫),或區分為直線焊縫、環線焊縫、曲線焊縫、點焊縫,還有等截面焊縫和變截面焊縫等。為了達到最佳焊接效果,焊縫結構和配合間隙的設計至關重要,既要考慮工件(部件)在整機中的作用,又必須滿足被焊材料可焊性和具體焊接工藝的要求。所以在實施焊接之前,應該與工程設計人員共同討論焊接件的焊縫結構,或通過工藝試驗確定合理的結構與間隙尺寸。
  3.工裝模具
  為了將被焊接的工件置于焊機之中,工裝模具(夾具)直接影響焊接的實施效果,從一定意義上講,模具的正確設計是焊接工作成功的一半。
  (1)夾持作用。夾具的正確運用關系到焊接的精度,一個合理的夾具既要保證工件的正確裝配,又要考慮到電子束的可達性。對于易變形的工件,在夾持(或頂緊)時,壓力要適中,可以用合適的彈簧起緩沖作用。
  (2)散熱作用。對于易破碎或熱敏的工件,夾具的散熱作用不可忽視,如圖1是一
  種光電器件,其中玻璃管殼與金屬管殼、纖維屏
  玻璃與窗架盤均已經完成封接或粘接,最后一道
  封口用電子束焊接。前二道焊縫均受不得熱沖擊,所以在電子束焊接時要有一個合適的夾具,以幫助散熱。在設計和選材時要注意:夾具與工件的配合要好,接觸面要大;材料用熱傳導較好的材料,如純銅。
  (3)合攏作用。有的工件屬于空腔型,如空心球體,只有通過焊接手段才能夠制成。電子束的焊接精度高,配以適當的合攏模具,將兩個半球在焊接室內合擾后施焊,可以獲得滿意的結果,如用圖2所示的專用模具即可。這種焊接過程,既能夠獲得內腔呈真空狀態的目的;而且又可以保證焊接時不會發生焊縫濺射問題(如果事先在焊接室外合擾,內腔空氣不易抽出,焊接時熔池會發生濺射現象)。
  4.焊接參數
  根據被焊工件的材料、尺寸及結構選取相應的工藝參數是焊接工作的主要內容。
  (1)焊接功率的影響。電子束的焊接功率指:
  P=U·I
  式中P—功率(w),U—電壓(kV),I—束流(mA)它直接影響焊接的熔深,隨著焊接功率的增大,焊接熔深呈線性增大,如圖3所示。
  從加速電壓的高低區分,高壓焊機(如150kV)的電子束穿透能力更強,與低中壓焊機相比,同等功率時焊接熔深會大一些;但亦有一種觀點認為焊接熔深取決于電子槍的性能。
  (2)焊接線能量的影響。焊接線能量指:
  E=P/S
  式中E—線能量(J/mm),P—功率(w),S—焊速(mm/s)
  焊接線能量的輸入大小對焊縫的成型起很大作用,如可以獲得焊縫的最佳深寬比。另外,快速焊接時工件變形較小;慢速焊接可防止高強鋼等工件產生裂紋。
  高碳鋼焊接之后會產生裂紋,這是由于它的組織結構變化所致(如形成馬氏體的時間長,它的膨脹力與冷卻收縮不平衡)。據報導[3],鋼的含碳量(C)小于0.35%是安全的,焊接時不會產生裂紋;當C量增加,為了避免出現裂紋,需要采取相應的措施,其中之一可以將焊接速度降低,以減慢冷卻速率,此時容易獲得良好焊縫。C量高甚者則需要預熱、退火或填絲焊等其它辦法。
  (3)臨界焊接參數的作用。我們在進行薄件和高精度工件的焊接工藝試驗時,發現它的焊接參數非常嚴格,偏大或偏小均會導致失敗,將此參數稱之謂臨界焊接參數。如圖4所示應變傳感器焊接[4],需要將基片(厚0.15mm)與細管(φ1mm,厚0.1—0.15mm)在外側相焊。這是一個難度較大的工藝問題,我們采用半穿透焊接,可以減小基片的變形。此時的焊接參數不能過大,不然全穿透焊接除了變形增大,還會造成細管內部MgO粉的濺射;參數過小時焊接強度太低或焊接不成。這種焊接情況,工藝參數非常臨界。

 

 
       
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