电子束焊接原理及设备

电子束焊接 EBW 第二章电子束焊接原理及设备 张秉刚哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室 2 1电子光学基础 2 1 1电子的发射 1 空间电荷限制发射 2 温度限制发射 3 肖特基发射 2 1电子光学基础 1 空间电荷限制发射 查理 朗缪尔定律 V 加到A C之间的电位d A和C之间距离k1 由被拉出的粒子特性决定的常数 2 1电子光学基础 2 温度限制发射 李查生 道斯曼公式 k2 常数 0 阴极金属的逸出功T 阴极温度e 电子电荷k 玻尔兹曼常数 2 1电子光学基础 3 肖特基发射 肖特基定律 k3 常数 E 阴极前面的电场值 电子束由电子枪的阴极发射 通常是空间电荷限制发射或温度限制发射 2 1电子光学基础 2 1 2电子的场致运动 1 电子在电场中的运动 2 1电子光学基础 2 电子在磁场中的运动 2 2电子束焊接原理 1 阴极 三级电子枪结构示意图 2 2 1电子束形成 2 偏压电极 3 阳极 4 聚焦线圈 5 偏转线圈 6 工件 7 电子束 Ub 加速电压 UB 偏压 1 电子束焊接加热特点 3 电子束焊接深穿入式焊缝形成机制 2 电子束焊缝形成方式 熔化和深穿入式成形 2 2 2电子束焊缝形成 功率密度高和束精确快速可控性 2 2电子束焊接原理 过程演示 电子束深穿入过程示意图 2 2电子束焊接原理 2 2 3电子束输入功率分配 We W1 W2 W3 W4 2 2电子束焊接原理 简化为 We W1 W2 2 2 4电子束焊接熔池受力分析 Fe Fa Fs Fg 2 2电子束焊接原理 简化为 Fa Fs Fg 1 主要生产研制机构 2 3 1电子束焊接设备分类 2 3电子束焊接设备 德国PTR和IGM公司 PROBEAM公司 法国TECHMETA 泰克米特 公司 英国的CVE公司 乌克兰巴东焊接研究所 北京航空工艺研究所 中科院沈阳金属所 桂林电器科学研究所 2 分类 按照真空室压力 高真空电子束焊机低真空电子束焊机非真空电子束焊机按照加速电压 高压型电子束焊机中压型电子束焊机低压型电子束焊机按照电子枪固定方式 动枪式电子束焊机定枪式电子束焊机 2 3电子束焊接设备 2 3 2真空电子束焊机的组成及工作原理 1 真空电子束焊机基本构成 2 3电子束焊接设备 1 电子枪构成及作用原理 2 真空电子束焊机工作原理 2 3电子束焊接设备 电子枪有四个作用 工作原理 阴极材料的选择 阴极加热方式 阴极结构设计 2 真空电子束焊机工作过程 电子发射形式 德国PTR公司生产的ebw3000 15 150CNC型电子束焊机真空室 1 7m 1 25m 1 45m 额定功率 15KW 额定电压 150KV 法国TECHMETA公司 MEDARD43型 Chamberdimensions 500 500 500 Operatingvoltage 60KV Power 6KW LARA52型 Chamberdimensions 350 600 800 Operatingvoltage 60KV Power 30KW 乌克兰巴东电焊研究所 KL110型 2 5 2 5 5m 60KW 60KV HDZ 3BEBwelderPower