电子束焊(1)
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焊接要求和方法有哪些
1.焊接工件必须干净。在焊接前要清除工件表面的油污、氧化皮、铁锈等物质,避免焊接过程中产生缺陷。
2.焊接时间必须控制在一定范围内。过热或过冷都会影响焊缝质量。
3.焊缝必须均匀且密实。焊接时必须控制电弧的稳定性,使焊接线能够均匀地加热工件并形成密实的焊缝。
4.必须选择正确的焊接电极或焊丝。不同的焊接材料需要用不同的电极或焊丝进行焊接。
焊接方法:
1.手工电弧焊:将电极接通直流电源,使电极发生放电,使工件局部熔化并形成焊缝。
2.气焊:在氧炔火焰作用下,将工件局部加热到熔化温度,再使用焊条进行焊接。
3.氩弧焊:在惰性气体(如氩气)保护下,利用电弧产生的高温将工件加热熔化,并利用焊条进行焊接。
4.电子束焊:利用电子束的高速碰撞产生的热量将工件加热熔化,并进行焊接。
5.激光焊接:利用高能量激光束将工件加热熔化,并进行焊接。
四种焊接技术的区别
焊接技术有很多种,如电阻焊、氩弧焊、电了束焊、等离子焊等。那么跟它们有什么区别和不同呢?
1)、电阻焊:它用来焊接薄金属件,在两个电极间夹紧被焊工件通过大的电流熔化电极接触的表面,即通过工件电阻发热来实施焊接。工件易变形,电阻焊通过接头两边焊合,而激光焊只从单边进行,电阻焊所用电极需经常维护以清除氧化物和从工件粘连着的金属,激光焊接薄金属搭接接头时并不接触工件,再者,光束还可进入常规 焊难以焊及的区域,焊接速度快。
2)、氩弧焊:使用非消耗电极与保护气体,常用来焊接薄工件,但焊接速度较慢,且热输入比激光焊大很多,易产生变形。
3)、等离子弧焊:与氩弧类似,但其焊炬会产生压缩电弧,以提高弧温和能量密度,它比氩弧焊速度快、熔深大,但逊于激光焊。
4)、电子束焊:它靠一束加速高能密度电子流撞击工件,在工件表面很小密积内产生巨大的热,形成小孔效应,从而实施深熔焊接。电子束焊的主要缺点是需要高真空环境以防止电子散射,设备复杂,焊件尺寸和形状受到真空室的限制,对韩件装配质量要求严格,非真空电子束焊也可实施,但由于电子散射而聚焦不好影响效果。电子束焊还有磁偏移和X射线问题,由于电子带电,会受磁场偏转影响,故要求电子束焊工件焊前去磁处理。X射线在高压下特别强,需对操作人员实施保护。激光焊接则不需真空室和对工件焊前进行去磁处理,它可在大气中进行,也没有防X射线问题,所以可在生产线内联机操作,也可焊接磁性材料。
常见的焊接工艺
目前常用的焊接工艺有:
1电弧焊(氩弧焊、手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、气体保护焊)2电阻焊3高能束焊(电子束焊、激光焊)4钎焊5以电阻热为能源:电渣焊、高频焊 6新添加100%宽度7以化学能为焊接能源:气焊、气压焊、爆炸焊8以机械能为焊接能源:摩擦焊、冷压焊、超声波焊、扩散焊
焊接工艺 精度 变形 热影响 焊缝质量 焊料 使用条件
激光焊 精密 小 很小 好 无
钎焊 精密 一般 一般 一般 需要 整体加热
电阻焊 精密 大 大 一般 无 需要电极
氩弧焊 一般 大 大 一般 需要 需要电极
等离子焊 较好 一般 一般 一般 需要 需要电极
电子束焊 精密 小 小 好 无 需要真空
1电弧焊
电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。它包括有:手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极 气体保护焊等。 绝大部分电弧焊是以电极与工件之间燃烧的电弧作热源。在形成接头时,可以采用也可以不采用填充金属。所用的电极是在焊接过程中熔化的焊丝时,叫作熔化极电弧焊,诸如手弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、管状焊丝电 弧焊等;所用的电极是在焊接过程中不熔化的碳棒或钨棒时,叫作不熔化极电弧焊,诸如钨极氩弧焊、等离子弧焊等。
1)手弧焊(焊条电弧焊)
手弧焊是各种电弧焊方法中发展最早、目前仍然应用最广的一种焊接方法。它是以外部涂有涂料的焊条作电极和 填充金属,电弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。涂料在电弧热作用下一方面可以产生气体以保护电弧,另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面,防止熔化金属与周围气体的相互作用。熔渣的更重要作用是与熔化金 属产生物理化学反应或添加合金元素,改善焊缝金属性能。 手弧焊设备简单、轻便,操作灵活。可以应用于维修及装配中的短缝的焊接,特别是可以用于难以达到的部位的焊接。手弧焊配用相应的焊条可适用于大多数工业用碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍及其合金。
焊接作业的物理有害因素
(一) 焊接作业产生的电弧辐射危害
在各种焊接工艺中,特别是各种明弧焊,都要产生外围电弧,形成电弧光辐射。对于一些埋弧焊和电渣焊在造渣阶段的光辐射较前面明弧焊为弱。
电弧光辐射主要是由紫外线、红外线辐射和强可见光辐射三种辐射所组成。由于电弧温度不同,在光辐射过程中发出的紫外线、红外线和强可见光的辐射强度均不相同。不同的焊接工艺、焊接方法和规范,电弧光辐射强度及其组成是不相同的。光辐射强度越高,对生物机体产生的生物学作用越强烈。
在各种焊接方法中,等离子弧焊光辐射最强烈,强度最大;粗丝二氧化碳气体保护焊因其电流密度大,故光辐射强度也比较大,圆弧焊光辐射强度次之,手工电弧焊的光辐射强度更弱一些。在所有焊接方法中气焊的光辐射强度最弱,
当然上述各类焊接方法产生的光辐射度强度比较均指在明弧焊条件下。焊接工艺参数不同,光辐射强度亦有不同。焊接电弧电流越大,光辐射越强。此外,还有防护方法、距施焊点距离及相对位置等,对光辐射强度均有影响。
光辐射作用到人体上,被体内组织吸收,引起组织的热作用、光化作用及电离作用,致使人体组织发生急性或慢性损伤。
1.紫外线
适量的紫外线对人体健康是有益的。但是焊接电弧产生的强烈紫外线过度照射,对人体健康有一定的危害。
紫外线可分为长波(320~400纳米)、中波(275~320纳米)和短波(180~275纳米)三种。波长为180~320纳米助紫外线是具有明显的生物学作用的部分。
当波长在180~290纳米时,紫外线对人体的伤害作用较之其他波长的明显,在这个波长范围内,手工电弧焊、氩弧焊及等离子弧焊比较,以等离子弧焊产生的相对强度最大,手工电弧焊最小。CO2气体保护焊的弧光辐射强度是手工电弧焊的2~3倍。 紫外线对人体的伤害是由于光化作用而致,它主要造成皮肤和眼睛的伤害。
紫外线波长不同,对人体皮肤的危害情况也不同。当皮肤受强烈紫外线作用时,可引起皮炎、弥漫性红斑,有时出现渗出液、小水泡和浮肿,有发挥和热灼感,作用强烈时表现为头痛、头晕、乏力、发烧、失眠及神经兴奋等。