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从不同的角度,电子束发生器可有多种分类方法,本文主要讨论其中典型的两种分类:

1、按电子束加速电压的不同,可分为高压电子束焊接和低压电子束焊接。

虽然电子束焊接机器设备的种类很多,但是能比较全面、集中体现前文所述以其功率密度高、焊缝深宽比大、零件变形小、焊后残余应力小、焊接纯洁度高、焊缝质量好等特点的还是高压型高真空电子束焊接。

目前市场上主要有两种类型的电子束焊机:高压型(70~150KV)和低压(也称中压)型(40~60KV),其基本原理相同,但应用上存有显著差异,见下表: 

分类加速电压范围/KV功率/KW特点高压型70~15015~601、加速电压高、工作距离大,最大工作距离可达1500mm;2、束斑直径小,在电子枪装配了聚焦线圈之后可达0.2mm,束流功率密度大,同样功率情况下,焊缝深度及焊缝质量高;3、焊缝深宽比大,焊接变形小;适用于薄件、大厚件焊接,尤其是热敏感性强的材料焊接;4、电子枪可为固定式或者移动式,移动式目前可沿X、Y或Z轴(水平电子枪)移动800-1000mm;5、真空室要求较高,需包铅板。低(中)压型40~60≤601、工作距离最大可达700mm;2、束斑直径较小(0.4mm);可通过较大束流获得高功率,但同功率下,焊接能力和高压焊机不同,30KW时可焊钢板最大厚度为60mm左右,相当于同等焊接条件下的15 -20 KW的高压型焊机的能力;3、焊接时产生的X射线可由适当厚度的钢制真空室屏蔽,无需包铅板;4、电子枪为固定式或移动式。

 

2 按电子枪阴极加热方式不同,可分为直热式和间热式焊机。

直热式阴极室利用阴极自身的电流的热效应,加热阴极使其达到热发射电子的温度;而间热式阴极是指利用电子轰击加热阴极,使阴极达到电子发射状。产生轰击电子的辅助阴极通常被称为灯丝  (filament),而产生电子束的源泉被称为阴极(cathode)

 

直热式阴极  间热式阴极  特点  1.)直热式阴极因为质量小,在关闭加热电源后能在很短的时间内冷却,这一点能够避免阴极因为过早放气而造成的不必要的氧化。  2.) 结构简单  1.)阴极本身不通过电流,可以做成比较大的形状。其中以棒状阴极应用的最为广泛,其阴极使用寿命较长。  2.) 结构相对复杂。  阴极更换  阴极更换简单。普通操作工人可以利用专用工具快速更换阴极。  通过精密的机械确保阴极在正确的位置。操作者不需自己检测。  目前市场上的间热式阴极更换复杂,需要操作者检测阴极的位置,并保证阴极的安装精度发射极的控制  因为阴极被直接加热,可以通过控制阴极加热温度直接控制电子发射密度(电子束流),有的厂家将这个功能开发成自动程序。(SST-HEICO)。目前无法实现对阴极的直接控制。只能通过灯丝间接控制。  对焊接质量的影响  条状阴极的热效率高,束斑的精度取决于阴极夹持装置和阴极更换系统的加工精度。精确的阴极位置能提供稳定的几何发射表面以及由此带来的稳定的电子束参数。更换阴极后不需要重新调整参数。 焊接过程焊缝一致性高,焊接稳定性高、易控。使用几小时后阴极表面就会由于离子的撞击产生弹坑状的损坏,由此会导致束流特性以及焊接结果的变化,为在焊接过程中保持焊缝质量稳定以及一致。必须不断调整束流参数以平衡这些变化。  耗品  条状阴极,价格相对便宜。  棒状阴极:工作寿命较长,但是单价相对较贵。

 

 


generator_knick_klein.jpg带倾角电子枪

generator_klein.jpg 电子枪