電子束焊接原理及設(shè)備

電子束焊接原理及設(shè)備第1頁/共26頁§2.1電子光學(xué)基礎(chǔ)

2.1.1電子的發(fā)射（1）空間電荷限制發(fā)射（2）溫度限制發(fā)射（3）肖特基發(fā)射第2頁/共26頁§2.1電子光學(xué)基礎(chǔ)

（1）空間電荷限制發(fā)射查理——朗繆爾定律：V——加到A、C之間的電位d——A和C之間距離k1——由被拉出的粒子特性決定的常數(shù)第3頁/共26頁§2.1電子光學(xué)基礎(chǔ)

（2）溫度限制發(fā)射李查生——道斯曼公式:

k2——常數(shù)；φ0——陰極金屬的逸出功T——陰極溫度e——電子電荷k——玻爾茲曼常數(shù)第4頁/共26頁§2.1電子光學(xué)基礎(chǔ)

（3）肖特基發(fā)射肖特基定律:k3——常數(shù)；E——陰極前面的電場值電子束由電子槍的陰極發(fā)射，通常是空間電荷限制發(fā)射或溫度限制發(fā)射。第5頁/共26頁§2.1電子光學(xué)基礎(chǔ)

2.1.2電子的場致運(yùn)動（1）電子在電場中的運(yùn)動第6頁/共26頁§2.1電子光學(xué)基礎(chǔ)（2）電子在磁場中的運(yùn)動第7頁/共26頁§2.2電子束焊接原理1－陰極；三級電子槍結(jié)構(gòu)示意圖2.2.1電子束形成2－偏壓電極；3－陽極；4－聚焦線圈；5－偏轉(zhuǎn)線圈；6－工件；7－電子束；Ub－加速電壓；UB－偏壓；第8頁/共26頁(1)電子束焊接加熱特點(diǎn)

(3)電子束焊接深穿入式焊縫形成機(jī)制(2)電子束焊縫形成方式

熔化和深穿入式成形

2.2.2電子束焊縫形成功率密度高和束精確快速可控性

§2.2電子束焊接原理過程演示第9頁/共26頁電子束深穿入過程示意圖§2.2電子束焊接原理第10頁/共26頁2.2.3電子束輸入功率分配We=W1+W2+W3+W4§2.2電子束焊接原理簡化為：WeW1+W2第11頁/共26頁2.2.4電子束焊接熔池受力分析Fe+

FaFs+

Fg§2.2電子束焊接原理簡化為：FaFs+

Fg第12頁/共26頁(1)主要生產(chǎn)研制機(jī)構(gòu)2.3.1電子束焊接設(shè)備分類

§2.3電子束焊接設(shè)備德國PTR和IGM公司、PROBEAM公司法國TECHMETA（泰克米特）公司英國的CVE公司烏克蘭巴東焊接研究所北京航空工藝研究所中科院沈陽金屬所桂林電器科學(xué)研究所第13頁/共26頁

(2)分類

按照真空室壓力:高真空電子束焊機(jī)低真空電子束焊機(jī)非真空電子束焊機(jī)按照加速電壓:高壓型電子束焊機(jī)中壓型電子束焊機(jī)低壓型電子束焊機(jī)按照電子槍固定方式:動槍式電子束焊機(jī)定槍式電子束焊機(jī)§2.3電子束焊接設(shè)備第14頁/共26頁2.3.2真空電子束焊機(jī)的組成及工作原理

(1)真空電子束焊機(jī)基本構(gòu)成§2.3電子束焊接設(shè)備第15頁/共26頁

1）電子槍構(gòu)成及作用原理(2)真空電子束焊機(jī)工作原理§2.3電子束焊接設(shè)備電子槍有四個(gè)作用

工作原理

陰極材料的選擇

陰極加熱方式

陰極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2）真空電子束焊機(jī)工作過程第16頁/共26頁電子發(fā)射形式第17頁/共26頁第18頁/共26頁德國PTR公司生產(chǎn)的ebw3000/15-150CNC型電子束焊機(jī)真空室:1.7m×1.25m×1.45m;

額定功率:15KW;額定電壓:150KV第19頁/共26頁法國TECHMETA公司MEDARD43型:Chamberdimensions:500×500×500;Operatingvoltage:60KV;Power:6KWLARA52型:Chamberdimensions:350×600×800;Operatingvoltage:60KV;Power:30KW第20頁/共26頁烏克蘭巴東電焊研究所KL110型：2.5×2.5×5m/60KW/60KV第21頁/共26頁HDZ－3BEBwelder

Power：3KWAcceleratingvoltage：70KVSizeofweldingc