电子束焊接原理及设备PPT课件

1、1,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,2,2.1 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,3,2.1 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 dA和C之间距离 k1由被拉出的粒子特性决定的常数,4,2.1 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,5,2.1 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,

2、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。,6,2.1 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,7,2.1 电子光学基础,（2）电子在磁场中的运动,8,2.2 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；,9,(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,10

3、,电子束深穿入过程示意图,2.2 电子束焊接原理,11,2.2.3 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：,WeW1+W2,12,2.2.4 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,13,(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,14,(2) 分类,按照真空室压力

4、: 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,15,2.3.2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,16,1）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,17,电子发射形式,18,19,德国PTR公司生产的ebw3000/15-150CNC型电子束焊机 真空室:1.7m1.25m 1.45m ; 额定功率:15KW;额定电压:150KV,20,法国TECHMETA公司,MEDARD 43型: Chamber dimensions: 500 500500; Operating voltage:60KV; Power:6KW,LARA 52型: Chamber dimensions: 350600800; Operating voltage:60KV; Power:30KW,21,乌克兰巴东电焊研究所,KL110型： 2.52.55m/60KW/60KV,22,HDZ3B EB welder Power：3KW Acce