二修噪、大功率電子束加工獨樹一幟

　　由于激光的能量轉換效率低(工業(yè)激光的轉換效率通常只有10%左右躲雅，而電子束則可達80～90%)以及其他技術上的限制喊巍，激光器的功率不可能很高屠缭，通常不超過10kW。目前最大功率的工業(yè)用CO 2 激光器是法國焊接研究所研制的崭参，功率為45kW呵曹。大功率激光器的運行穩(wěn)定性和可靠性以及參量的控制靈活性等方面也不如電子束。除此之外何暮，經(jīng)濟性則是制約大功率激光設備發(fā)展和應用的一個重要因素奄喂。中小功率激光器相對于相同等級的電子束發(fā)生器來講，價格更低海洼。但隨著功率的提高跨新，激光器的價格增加很快。在5kW等級上坏逢，1988年國外激光和電子束設備價格大致相同域帐。但近年來，隨著激光器制造水平的提高是整，成本相對降低赚朱，大功率激光器的應用增加，這一點很明顯地表現(xiàn)在汽車變速齒輪的焊接上，除日本外谁班，美笛蛋、德、法诊乐、意等國均大量采用激光取代電子束焊绢拓。前幾年齒輪激光焊接多采用1.7～2kW的軸流或6kW左右的橫流CO 2 激光器，現(xiàn)在則多用2～3kW軸流或9kW的橫流CO 2 激光器晰等。生產率的提高抵消了設備投資的增加诅潮。例如，克萊斯勒公司現(xiàn)在就有24臺激光器用于生產你朝，其變速器焊接用的激光器的功率也提高到14kW胜全，且將工件臺都改為雙工件臺，平均每焊一件的周期僅13秒左右爪只。盡管激光技術發(fā)展很快琅功，但大功率激光仍遠不能與電子束相比。通常把功率為30kW以上的電子束焊槍作大功率焊槍先嬉，其焊接深度通常達50～80mm轧苫，而前面提到的世界最大功率的45kW激光器，只能焊接40mm疫蔓。目前工業(yè)用大功率電子束焊槍功率已達到200kW含懊，熔深可達數(shù)百毫米。大功率電子束焊接已大量用于發(fā)電設備衅胀、石化設備岔乔、礦山機械、重型汽車滚躯、航空航天器雏门、原子能設備和造船工業(yè)中，典型的應用是焊接反應堆基體和汽輪機轉子軸等承力件掸掏，其熔深在300mm以上茁影。和激光焊接相比較，電子束另一重要特點是不受補焊材料反射的影響丧凤，因此能很容易地焊接金募闲、銀、銅晰奉、鋁等難于激光焊接的材料嘱庸。例如，電子器件中的無氧銅零件贡垃、大電流的銅排描休、銅鎢觸頭和大馬力柴油機的鋁活塞等，都能得到高強度令久、大熔深的焊接接頭肥册。

　　為了使大功率電子束焊接更好的用于大型工件，與大功率電子束同步發(fā)展的是大型真空室沧唧、局部真空及非真空等技術严荷。大型真空室容積達數(shù)十至數(shù)百立方米，最大的已達800立方米叫砚，這樣的真空室可以焊接直徑達10米的巨型構件啼康。大型真空室雖然造價昂貴，但大功率電子束焊的優(yōu)異焊接性能和極高的焊接速度铡涣，可使綜合成本(包括設備投資及運行費用)反而比傳統(tǒng)的焊接方法低凑逗。據(jù)估算，當焊深超過50mm時否淤，電子束焊接的成本即可低于窄間隙焊和埋弧焊悄但。焊深越深，差價越大石抡。當焊深超過150mm時檐嚣，電子束焊接的綜合成本就只有窄間隙焊和埋弧焊的1/2～1/3。

　　大型真空室多數(shù)用于焊接航空航天器中的機匣啰扛、渦輪盤嚎京、機翼大梁和發(fā)電設備中的汽輪機隔板之類產量不大而價值很高的產品，這些產品對焊接要求往往非骋猓苛刻鞍帝，例如汽輪機隔板單次焊深可達150mm以上，而焊縫所在的圍帶又很窄煞茫，極易變形膜眠。

　　對于外形平整的產品，如船體鋼板的拼接溜嗜，儲油罐體宵膨、儲氣罐體及原子能反應堆屏蔽殼體等壓力容器的焊接，可采用局部真空方式丢墅。英國在鋪設北海油田石油管道時兔憨，曾建造了船載局部真空電子束焊機，將管道一邊焊接一邊鋪設莽简。電子束蒸鍍和電子束熔煉是大功率電子束的另外兩項重要應用扶楣。小功率電子槍已廣泛地用于電子工業(yè)、光學工業(yè)和其他工業(yè)中淹宽，用來蒸鍍金屬膜或介質膜睬毒，尤其是要求高純度或高溫材料的膜層矿钩，往往只能用電子束蒸鍍。大功率的蒸鍍電子槍則用來制造鍍鋁薄鋼板(代替鍍錫馬口鐵遣株，可節(jié)約大量錫)蛀家、鍍銅薄鋼板、建筑用隔熱鍍膜玻璃和鉭電器材料等革哄。整條生產線由至少三只電子槍組成馅溉，分別用于清潔預熱、蒸鍍庭叙、退火劲阎。單個電子槍功率通常在數(shù)十kW至200～300kW。

　　電子束熔煉可用來精煉鎢鸠真、鉬悯仙、鉭、鈮等難熔金屬吠卷，也可用來制備各種高純材料或特殊合金雁比。又由于比傳統(tǒng)的電爐、電弧爐節(jié)能撤嫩，又易于控制偎捎，它也被用于熔煉優(yōu)質特種鋼。例如序攘，早在六十年代末茴她，原東德即在德累斯頓建立了電子束熔煉車間，成為當時經(jīng)互會國家主要的特殊鋼供應者程奠。七十年代末丈牢，美國建立了生產無鎳不銹鋼的電子束冶煉廠，產品質量高瞄沙，成本低已箫，生產過程無公害。鈦合金在現(xiàn)代制造業(yè)中的用量越來越大坟荤，相應切削廢屑也越來越難以回收蕴节。美、俄挽沧、德贷弧、日等國都建立了電子束熔煉鈦回收廠。鈦廢屑被電子束熔爐熔化糙官，直接被拉成鈦錠窟潜。鑄成直徑達1m、長4.5m鱼催、重達15噸的鈦棒翅栖，亦可直接割成長4.6m贤方、寬1.5m、厚0.5m的鈦板谅褪，鑄錠的速度達900kg/h献甘。用于熔煉的電子槍功率達600～1200kW，目前世界最大的電子束熔爐的總功率達2400kW馋袜。

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