電子束焊及其工業發展

      電子束焊接是一種利用電子束作為熱源的焊接工藝。電子束發生器中的陰極加熱到一定的溫度時逸出電子，電子在高壓電場中被加速，通過電磁透鏡聚焦后，形成能量密集度高的電子束，當電子束轟擊焊接表面時，電子的動能大部分轉變為熱能，使焊接件的結合處的金屬熔融，當焊件移動時，在焊件結合處形成一條連續的焊縫。對于真空電子束焊機，要焊接的工件置于真空室中，一般裝夾在可直線移動或旋轉的工作臺上。焊接過程可通過觀察系統觀察。

      電子束焊接技術因其高能量密度和優良的焊縫質量，率先在國內航空工業得到應用。先進發動機和飛機工業中已廣泛應用了電子束焊接技術，取得了很大的經濟效益和社會效益，該項技術從上世紀八十年代開始逐步在向民用工業轉化。汽車工業、機械工業等已廣泛應用該技術。
      我國自行研制電子束焊機始于60年代，至今已研制生產出不同類型和功能的電子束焊機上百臺，并形成了一支研制生產的技術隊伍，能為國內市場提供小功率的電子束焊機。近年來，出現了關鍵部件（電子槍，高壓電源等）引進、其它部件國內配套的引進方式，這種方式的優點是：設備既保持了較高的技術水平，又能大大降低成本，同時還能對用戶提供較完善的售后服務。北京航空工藝研究所以此方式為某航空廠實施設備的總體設計和總成，實現了某重要構件的真空電子束焊接；桂林電器科學研究所也通過這種方式開發了HDG(Z)-6型雙金屬帶材高壓電子束連續自動焊接生產線，該機加速電壓120kV、束流0～50mA、電子束功率6kW，帶材運行速度0～15m/min，從而使我國擠身于世界上能生產這種生產線的幾個國家之一。北京中科電氣高技術公司近期為上海通用汽車公司研制成功自動變速車液力扭變器渦輪組件電子束焊機，70 s內可完成兩條端面圓焊縫的焊接，并已投入商業化生產。
      目前，以科學院電工所的EBW系列為代表的汽車齒輪專用電子束焊機占據了國內汽車齒輪電子束焊接的主要市場份額；我國的中小功率電子束焊機已接近或趕上國外同類產品的先進水平，而價格僅為國外同類產品的1/4左右，有明顯的性能價格比優勢。
      在機理及工藝研究上，北京航空工藝研究所、北京航空航天大學、天津大學、上海交通大學、西北工業大學、中國科學電工所、桂林電器科學研究所、西安航空發動機公司、航天材料及工藝研究所、哈爾濱焊接研究所開展的工作涉及熔池小孔動力學、電子束釬焊、接頭疲勞裂紋擴展行為、接頭殘余應力、填絲焊接、局部真空焊接時的焊縫軌跡示教等。