散射電子
散射電子的特征是:利用被檢查物體表面的電子核相互作用的彈性,散射電子角度範圍可以達到180度,但是平均散射角度為5度。通過這種方式,一小部分散射的原子的原子序數Z發生了強烈的改變,通過這種方式可以對原材料做鑒定比較。這就是所謂的原子序數特征對比。這就是為什麼電子束焊接機中需要安裝檢測闆來收集散射電子的原因。軟件和CNC系統可以利用這些準确的信息來控制焊接參數。
束流控制
收集的信息以數字形式顯示了電子束流與高能電子的彈性散射的采樣樣本,次電子非彈性散射的采樣樣本以及電磁輻射的采樣樣本之間的能量轉換的關系。每種能量來源都可以用專門的傳感器檢測到并對其進行測量。吸收的束射電流也可以被檢測和測量。各種電子放大器采用數字化的CRT顯示器信号,可以創建重要的的信号強度分布圖。
操作人員利用高分辨率的CRT作為其監測設備,與此同時,數字信号傳輸給CNC系統用于回路控制的監測和反饋。現今,無線傳感器放置于真空工作室中來實現自動光束對準。該專利在焊縫準确度方面實現了800%超越最好的手動操作。因此,該技術具有可靠性更高,在熱能輸入控制方面優勢明顯,在熱能輸入與熱能影響區域低變形的特點。
在焊接過程中,利用高速電子束束流偏離來打出獨立的多孔,其間電子束偏離以及多溶池焊接過程中的電子束混合尤為重要。控制軟件和控制束流方向的偏離闆對焊縫的複雜的曲線熱分布的控制起到了關鍵的作用。隻有非常熟練的控制才能完成包括飛機設計的複雜任務。因此,專業人員用電子束焊接機來設計完成特殊的任務。
信息周期的簡單描述為一個奇特的電子作為能源做完整的周期運動,載波從電子束發生器出發通過聚焦線圈到達工件表面,反射到傳感器,從傳感器轉化成數字電路,通過軟件傳遞到CNC機電控制系統,然後循環進入能量發生器并回到陰極能量發生器用于再生能源。最後将能量用于焊接的孔。
優點
電子束焊接的優點歸因于高能電子束的性質,特别是極高的功率密度。
作為物質基本粒子的電子經30_70kV高壓靜電場加速和電磁透鏡會聚後形成一個非常窄的帶電粒子流,在電子槍的真空環境中,粒子流可達1/2的光速,當其作用于工件表面時,電子以熱能的方式精确地在作用點釋放其能量,而周圍材料依然保持原來的冷狀态,金屬熔化、氣化形成的"匙孔"效應使電子能穿透到材料的更深處。從而能加工出非常窄而深的焊縫。
應用
如果焊接件有一定的加工要求,那麼在完成這個周期的同時需要克服焊接過程的熱變形、熱收縮、加工過程輕微缺陷、機器位移導緻的變化。當我們可以保證複制我們的工序時,安全系數才會确定下來。在整個電子束焊接過程中,真空室與CNC以及束流和焊縫跟蹤電腦控制系統相連,保證了焊接的可複制性和可重複性。
電子束焊接的應用涵蓋了從薄膜到大厚度材料的零件焊接,使機械零件的設計具有了更多的自由度。因此廣泛應用于汽車工業,醫療,航空、航天工程,交通,能源。
性質
1、電子束焊接的能量密度高,可焊接一般電弧焊難以實現的焊縫。
2、電子束焊接是在真空中進行,焊縫的化學成分穩定且純淨,接頭強度高,焊縫質量高。
3、電子束焊接速度快,熱影響區小,焊接熱變形小。
4、電子束焊接适用于焊接幾乎所有的金屬材料,尤其适合鋁材焊接。
5、電子束焊接可獲得深寬比大的焊縫(20∶1~50∶1),焊接厚件時可以不開坡口一次成形。
6、電子束焊接結合計算機技術,實現了工藝參數的精确控制,使焊接過程完全自動化。
7、電子束焊接技術是目前發展最快,應用最為廣泛的電子束技術。