大型真空高壓電子束焊機的焊接適用性研究

高 峰，常榮輝，劉艷梅，都 強

（航空工業沈陽飛機工業（集團）有限公司，沈陽 110850）

在現代航空航天領域內，越來越多的新材料、新結構被采用，尤其是更多的大厚度、新材料、復雜結構焊接件的設計應用，促進了焊接科學技術的快速發展。

近幾年，國際上在焊接大尺寸、大厚度或尺寸較精密的復雜結構件時，采用了先進的真空電子束等高能束流焊接方法。這種先進的高能束流焊接工藝以其可達性好、焊縫的化學成分穩定且純凈、接頭強度高、焊接熱變形小等優點[1-2]廣泛應用于航空航天、電子能、國防及軍工、汽車和電氣電工儀表等眾多行業，以及多種材料零件的生產之中，特別是在飛機結構件的制造中有著廣泛的應用前景[3-7]。

電子束焊接的基本原理是電子槍中的陰極由于直接或間接加熱而發射電子，該電子在高壓靜電場的加速下再通過電磁場的聚焦就可以在工件上形成能量密度極高的電子束斑，動能轉化為熱能，形成“匙孔效應”[8-10]，使焊接處工件熔化。隨著電子束的移動，形成新的小孔，熔化的金屬將原有的小孔填滿，就好像小孔在工件上移動，從而實現對工件的焊接。

試驗設備

本研究試驗設備為高壓電子束 焊 機 ZD150-30C CV65M。（高壓 70～150kV、束流 1～200 mA、功率30kW、真空室體積65m2）高壓電子束焊接設備，基本構成為電子槍系統、真空泵系統、計算機操作平臺和焊接室。電子槍內裝有TV觀察系統，電子槍真空系統采用渦輪分子泵。真空泵系統工作時使用兩個獨立的真空泵組，一個低真空泵組和一個高真空泵組。……