一、电子束焊接工艺概念及原理

　　电子束焊接工艺是一种利用电子束作为热源的焊接工艺。 电子束发生器(附图一)中的阴极加热到一定的温度时逸出电子，电子在高压电场中被加速，通过电磁透镜聚焦后形成能量密集度极高的电子束，当电子束轰击焊接表面时，电子的动能转变为热能，使焊接件的结合处的金属熔融，当焊件移动时，在焊件结合处形成一条连续的焊缝。

　　(附图一：电子束发生器)

　　二、性能和特点

　　1、电子束能量密度高、一般可达10⁶~10⁹W/cm²,是普通电弧焊和氩弧焊的100~10万倍。因此可实现焊缝深而窄的焊接，深宽比大于10:1;

　　2、电子束焊缝化学成份纯净, 焊接接头强度高、质量好;

　　3、电子束焊接所需线能量小，而焊接速度高，因此焊件的热影响区小、焊件变形小，除一般焊接外，还可以对精加工后的零部件进行焊接;

　　4、可焊接普通钢材、不锈钢、合金钢及铜、铝等金属、难溶金属(如钽、铌、钼)和一些化学性质活泼的金属(如钛、锆、铀等);

　　5、可焊接异种金属, 如铜和不锈钢、钢与硬质合金、铬和钼、铜铬和铜钨等;

　　6、电子束焊接的工艺参数，如加速电压、束流、聚焦电流、偏压、焊速等可以精确调整，因此易于实现焊接过程自动化和程序控制，焊接重复性好;

　　7、电子束焊接能焊接复杂几何形状工件;

　　8、与普通焊接相比, 其焊接速率更高(尤其对于大厚件的焊接工件)，如自动变速器中的各种“齿轮、离合器机构、行星机构、液力变矩器”等薄壁工件其表现为“焊接变形小、表面成型光整美、焊接飞溅、节能高效” 附图二。

　　(附图二)

　　三、智能数字电子束焊接工艺(IGBT)与普通电子束焊机工艺比较

　　经过我所(中科院电工研究所&北京中科电气)大量的实验验证及客户反馈，采用智能全数字的焊机工艺参数加工，得出以下主要技术优点：

　　◆高精度：采用Ti先进的32位高速DSP，极大提高系统的精度;运用先进的控制算法，实时修正系统参数，使系统工作在最佳状态;焊接参数实时跟踪保护，其部件焊接的深宽比稳定，且深度、宽度可控只在0.1mm范围内;

　　◆高效能：采用高频斩波的焊接工艺技术，极大的减小了变压器体积和重量;大大提高了电源效率;

　　◆全数字化：利用工业用触摸屏实现人机界面友好操作;所有参数全数字设定并存储，主要参数动态曲线显示;完善的保护功能，具有实时故障显示功能，使系统更加稳定可靠;

　　◆低噪音：IGBT逆变式高压电源替代(频率20000Hz)传统的中频机高压电源(400Hz)，从根本上消除了焊接时所产生的噪声源;

　　◆超强自保护：采用智能数字焊接技术具有电子束流过流故障、高压电压输出过压故障、开关功率管过流、过载故障、供电电流过流故障等保护，上述任一故障发生时，均产生相应的故障输出信号，并立即切断高压电源，同时将故障信息在触摸屏上显示出来;

　　◆智能控制：采用智能数字焊接技术其高压电源、灯丝电源、栅偏电源和聚焦电源均采用闭环控制，极大增强了高压电源系统的稳定性和抗干扰能力。灯丝电源采用高频逆变型恒流开关电源，采用电流闭环控制，使得灯丝电源的稳定性和抗干扰能力更强，有利于薄件焊接以及双面成型的焊接，同时延长了灯丝的使用寿命，能够一定程度上节省灯丝购买成本;聚焦电源采用数字化恒流源技术，可实现变焦焊接，电源的稳定性更高，焊缝一致性更好;

　　◆故障自诊断：采用数字控制技术，能使电子枪电源故障诊断功能大大增强。该电源具有灯丝断路自动识别功能，当灯丝断裂后，能够及时识别出灯丝故障并提醒用户更换灯丝，使得本焊机更加智能化和人性化;

　　◆实现焊接参数的存储调用：设备具有输入、存储和调用焊接工艺参数的功能(如：束流、聚焦、高压、焊接速度和焊接直径等)。通过触摸屏选择客户所要焊接的零件号，可调用其自动焊接工艺程序(已存储好的)，并将自动完成焊接品种转换时工艺程序调整的全过程，这样便实现了智能焊接的参数控制，可以保证自动变速器中的薄壁件焊接后的变形量在0.03mm以内,附图三。

　　(附图三)