看圖說(shuō)話——淺析真空電子束焊接的應(yīng)用（三）

淺藍(lán)色

鑒于第一次的帖子的后面的一部分發(fā)的不成功，好多朋友沒(méi)有看見(jiàn)，于是就單獨(dú)的摘錄出來(lái)，接著第一篇的寫。

6 B; k8 T- a6 L6 g看圖說(shuō)話——淺析真空電子束焊接的應(yīng)用
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看圖說(shuō)話——淺析真空電子束焊接的應(yīng)用（二）
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$ q4 f; B, {6 j& s( l* j十四問(wèn)：鋁合金的焊接性怎么樣？
答：鋁合金是一類非常常用的材料，在很多的領(lǐng)域應(yīng)用的非常廣泛，尤其在航空航天領(lǐng)域，大量使用的除了鈦合金就是各種材料的鋁合金了，我平時(shí)接觸比較多的是防銹鋁系列，從LF5，LF6到LF21等都接觸的比較多。鋁合金材料給人的感覺(jué)便是不同牌號(hào)的鋁合金的焊接差異非常之大。而且我所焊接的深度從0.5mm到50mm都不等，各種尺寸，各種接頭的都用。下面給大家上幾張圖，一起分析一下。
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圖二十四到二十八為防銹鋁LF5的焊接，焊接的深度在5mm左右，這個(gè)鋁盒子的焊接有三條焊縫，從圖上很清晰的看到，這個(gè)焊縫比較困難的一點(diǎn)便是它都不是普通的對(duì)接的焊縫，嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)這些都是角接的焊縫。

對(duì)于一般的電子束焊接的來(lái)說(shuō)，有兩個(gè)方法可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)的焊接，一是采用采用束流靜態(tài)偏轉(zhuǎn)功能，二是通過(guò)軸的偏轉(zhuǎn)一定的角度，使得束流可以直接到達(dá)焊縫。以上的焊縫都是采用第二種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)在真空室外面調(diào)整到一定的角度，然后提前做好工藝參數(shù)之后再進(jìn)行焊接。
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/ u' a' L0 |4 |7 x* @對(duì)于鋁合金的焊接的最重要的一點(diǎn)就是焊前的清理工作非常，非常，非常的重要。本身對(duì)于鋁合金來(lái)說(shuō)，對(duì)于一般的焊接方法就是比較困難的，焊接的時(shí)候產(chǎn)生的缺陷比較多，尤其是氣孔，裂紋了。而且鋁合金表面有一層非常難處理的氧化膜。對(duì)于防銹鋁一樣也要處理這個(gè)東西，雖然真空電子束焊接是在真空下進(jìn)行焊接，已經(jīng)把氣孔的可能性排除到最小了，但是本身的氧化膜不清理干凈的話，仍然會(huì)產(chǎn)生氣孔等缺陷。

& Y) L" x% @# Q% H/ A7 b! ^因此一般而言，焊前都會(huì)對(duì)鋁合金進(jìn)行酸堿洗，或者用刮刀直接刮掉一層，這樣可以最大限度的減小氣孔的可能性。但是一定要注意這個(gè)安裝間隙，尤其是用刮刀后和很有可能使得安裝間隙過(guò)大，這樣焊接出現(xiàn)很大的問(wèn)題，對(duì)于鋁合金而言，一點(diǎn)的安裝間隙都會(huì)有可能造成焊接質(zhì)量的不穩(wěn)定和焊后應(yīng)力引起的變形，等等。對(duì)于上面的這個(gè)零件而言，一是注意焊接順序，二是注意工件的安裝保證，事前估計(jì)焊后變形，做好焊接工藝，這樣才可以最大限度的保證焊接質(zhì)量。（圖片自拍，已取得客戶同意發(fā)布）

十五問(wèn)：“小小的售后”問(wèn)：“你說(shuō)的焊接深度我是否可以理解為熔深？這個(gè)屬于融化焊？那填充材料是？”
# Z( n. B- ?" j: I% C答：首先很感謝您對(duì)我這篇帖子的關(guān)注。對(duì)于您的問(wèn)題我做如下回復(fù)：
* h! l6 y% D8 s我這里所指的焊接深度并不完全是指熔深，一般而言，我指的是有效焊接深度。具體來(lái)說(shuō)便是熔深>有效焊接深度。
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圖二十九，三十，您很幸運(yùn)，我剛剛找到兩張有缺陷的可以用于對(duì)比的焊縫的截面圖，如果不考慮其他的缺陷，單純的考慮一下熔深的話，您就會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題了。上圖是鋁合金，焊接深度在25mm左右。因此上面一張的熔深差不多是25mm左右，但是下面一張就不一樣了，電子束焊接的原理是小孔效應(yīng)，一般會(huì)有釘尖缺陷，對(duì)于下面圖而言，則釘尖缺陷比較的明顯，因此對(duì)于地下的7mm左右的地方就是一個(gè)空洞，一個(gè)缺陷，是無(wú)效的，所以熔深是25mm左右，，但是有效的焊接的深度，有效的熔深其實(shí)是不到20mm的，當(dāng)然在正常的焊接的產(chǎn)品中是不允許存在下面那張圖片上面的問(wèn)題的。不知道這樣的解釋，您是否滿意。
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: h+ l+ A* h5 X3 ^! W對(duì)于這個(gè)屬于融化焊？那填充材料是？這個(gè)問(wèn)題我做如下回復(fù)：
3 k. A3 P9 ?8 Z, X- u9 I電子束焊接卻是是屬于“熔”化焊接（不是“融”化焊接哦，注意用字哦）。

: M) G" B8 a: T4 E一般來(lái)說(shuō)我們?cè)儆秒娮邮�焊接的時(shí)候很少添加填充材料，即不添加任何的焊材，助焊劑之類的東西。完全是使用熔化木材的金屬來(lái)填充焊縫，焊前的裝配間隙是非常小的，我對(duì)客戶產(chǎn)品的要求一般是越小越小，如果非要說(shuō)一個(gè)數(shù)字，我希望是小于0.05mm，因?yàn)殡娮邮�焊接本身就是屬于精密焊接，如果焊前的裝配間隙過(guò)大時(shí)無(wú)法保證焊接質(zhì)量，無(wú)法保證焊后變形的。本身有些產(chǎn)品焊后的變形量就要求小于0.05mm，如果焊前間隙過(guò)大，這個(gè)產(chǎn)品焊接后肯定是廢品。
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幸運(yùn)的是，我們的客戶一般的加工精度都還是不錯(cuò)的。有好多的客戶的加工后的裝配間隙都是小于0.01mm的，我們的塞尺都是無(wú)能無(wú)力，在焊接過(guò)程中有時(shí)候連找到焊縫都是十分的困難，這樣的裝配間隙焊接出來(lái)的質(zhì)量肯定是非常好的。

8 H: I" G' v* i6 E$ e! E' q  {關(guān)于這個(gè)問(wèn)題我會(huì)單獨(dú)的列一個(gè)問(wèn)題出來(lái)回復(fù)。當(dāng)然也不是絕對(duì)的，有時(shí)候有特殊要求的我們可以填絲焊接，但是這種情況比較少，我本身很少做，有時(shí)候焊接有缺陷的時(shí)候，有些地方可以適當(dāng)?shù)奶钜恍┠静慕饘伲�再焊接，不知道這樣是否也可以理解為有填充材料。



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圖三十一，三十二，從上面一個(gè)圖中您可以看到裝配間隙是非常非常小的，因?yàn)檫@種齒輪都是熱裝的，所以可以非常好的保證裝配間隙，因此焊接出來(lái)的效果才可以得以保證（圖片來(lái)自自拍）。

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十六問(wèn)：如何保證焊接質(zhì)量？
答：這是一個(gè)非常大，非常宏觀，非常籠統(tǒng)的問(wèn)題。一個(gè)產(chǎn)品最后的精度保證是由三方面的精度來(lái)保證的。

首先是設(shè)計(jì)精度，如果設(shè)計(jì)精度都是不達(dá)標(biāo)的話，那么以后的精度就比較難說(shuō)了。目前我國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比的話，其實(shí)好多的產(chǎn)品方面，我們的設(shè)計(jì)精度是沒(méi)有問(wèn)題的，甚至好多的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都是比發(fā)達(dá)國(guó)家要更高的。但是有一個(gè)問(wèn)題就是我們的設(shè)計(jì)人員一般很少是工藝人員出身的，好多的都是初出茅廬的大學(xué)生，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有很多的不合理，不切合實(shí)際的設(shè)計(jì)，但是總體來(lái)說(shuō)還是不錯(cuò)的。

其實(shí)是加工精度，這個(gè)比較的重要。很多的產(chǎn)品的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的是非常好的，但是一加工出來(lái)后連設(shè)計(jì)人員都不認(rèn)識(shí)。其實(shí)這個(gè)時(shí)候QA，QC要負(fù)起責(zé)任來(lái)，不合格的就堅(jiān)決不能進(jìn)來(lái)，但是我們中國(guó)人民非常容易變通。不合格的加工出來(lái)了，扔掉又覺(jué)得可惜，于是很多的設(shè)計(jì)人員就又改了圖紙，以適應(yīng)已經(jīng)加工好的零件，這樣就沒(méi)有了任何的意義。有人說(shuō)中國(guó)人的東西有四個(gè)螺釘?shù)模�工人絕對(duì)不會(huì)幫你擰上四個(gè)，我還不信，有一次我把電飯鍋拆了，發(fā)現(xiàn)里面的四個(gè)螺絲釘果然只是擰了三個(gè)。哎，不過(guò)現(xiàn)在很多的企業(yè)的加工精度都上來(lái)了，很多都是進(jìn)口的國(guó)外的高精度的設(shè)備，很多負(fù)責(zé)人，有職業(yè)精神的加工人員做出的東西都還是非常非常漂亮的，只要設(shè)計(jì)人員堅(jiān)持，肯定會(huì)做出好東西來(lái)的。
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5 Z3 c) l5 P* S再者就是裝配精度，不可否認(rèn)，我們車間的很多的裝配工人都是處在社會(huì)的最底層，本來(lái)實(shí)體經(jīng)濟(jì)就不景氣，制造業(yè)就不受重視，而處在最底層的裝配工人的待遇又不好，于是招來(lái)的工人師傅的素質(zhì)就不是很高，于是惡性循環(huán)，使得裝配的質(zhì)量一直上不去，其實(shí)這個(gè)是我國(guó)和國(guó)外的最大的差距。一個(gè)好的裝配師傅，它起的作用應(yīng)該是決定性的。它的裝配式直接的關(guān)系到產(chǎn)品的好壞，是最息息相關(guān)的。因此在焊接產(chǎn)品的時(shí)候，我一般都是親自上手和同事一起完成裝配，這樣裝配是什么樣子的，要整么調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)適應(yīng)焊縫，這些都是非常重要的。要做到心中有數(shù)，才能不慌不忙。
9 y; \& ^8 o/ W4 N. {. S, p下面再附錄一篇關(guān)于這個(gè)方面的文章，雖然有點(diǎn)老了，但是很有指導(dǎo)意義。供大家下載，我認(rèn)為寫的非常精彩。（文章來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)）

十七問(wèn)：銅和不銹鋼能否焊接？
, F0 T$ f6 r6 t2 R$ \答：很多初學(xué)焊接，或者對(duì)焊接不熟悉的朋友經(jīng)常會(huì)問(wèn)這個(gè)問(wèn)題，是可以理解的。但是作為一個(gè)搞焊接的就不應(yīng)該問(wèn)這么幼稚的問(wèn)題。

0 ~" F6 M$ M+ y+ W  n異種材料能否焊接，要看什么，關(guān)鍵是要看兩種材料的結(jié)晶情況，兩種金屬如能夠完全固溶，則可焊性好，如果出現(xiàn)復(fù)合組織，則可焊性尚可，若形成金屬間相的則不可焊接。
但是實(shí)際應(yīng)用中，即使完全固溶，但是由于其熱物理性能，比如熱傳導(dǎo)性，熱膨脹系數(shù)，熔化溫度的差異，以及在不同溫度下 兩種金屬相互間溶解度的不同，這會(huì)給焊接造成困難，出現(xiàn)氣孔，裂紋等缺陷或完全不能形成良好的焊接接頭。
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下面給大家看幾張圖，可以加深理解。
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, i0 r4 i) r4 i0 U& \) U7 j" s/ \# [圖三十三，三十四，三十五為自己拍攝的無(wú)氧銅與不銹鋼的焊接，最后的圖三十六為從“道長(zhǎng)”的帖子中摘錄而來(lái)（不好意思哈，道長(zhǎng)，我找了半天自己的圖片，發(fā)現(xiàn)這個(gè)銅和不銹鋼的這個(gè)昨晚金相的自己還真沒(méi)有拍照，就引用你的了，見(jiàn)諒哈）。圖中的無(wú)氧銅和不銹鋼環(huán)焊縫的焊接深度在4mm左右，焊后要求抽真空室大于1*10-9（還真無(wú)法編輯，為10的-9次方）mbar。如果焊接有缺陷的，有氣孔之類的話，真空室肯定抽不上去的，但是從外觀上來(lái)看，表面還是不錯(cuò)的。

, U* ~# @& [1 b7 y2 p5 f1 R- U從最后一張圖來(lái)看的話，它們的結(jié)晶還是不錯(cuò)的，因?yàn)椴讳P鋼與銅在化學(xué)性能的方面，從晶格類型，原子半徑，原子外層電子數(shù)量等方面來(lái)看是比較接近的。有利于形成金屬間的聯(lián)系，但是由于在熔點(diǎn)和熱物理性能上的差異較大，于是焊接比較有困難。容易形成熱裂紋，因?yàn)楹负蠼Y(jié)晶是晶粒間有一層很長(zhǎng)薄的低熔點(diǎn)的液態(tài)銅，極易引起裂紋，同時(shí)銅在熔化過(guò)程中容易有氣體排出，容易有氣孔。但是好在電子束的能量密度是非常高的，在焊接時(shí)，使得電子束斑點(diǎn)偏銅一側(cè)，保證焊縫中的含鎳量，減少銅的有害作用，保證焊接質(zhì)量。
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/ T6 V, D8 V& U8 u6 B1 G/ j十八問(wèn)：其他異種材料的焊接性怎么樣？
答：雖然掌握了焊接冶金學(xué)，上面的原則，但是也用不著所有的都去做實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槲覀兌际遣戎�前人的尸體爬過(guò)來(lái)的，世界上有很多的巨人，我們都是站在他們的肩膀上面，很多的前面的學(xué)者已經(jīng)替我們解決了大部分的問(wèn)題，剩下的我們基本上都?jí)蛴昧恕ｊP(guān)于異種材料的焊接性能，我給大家放一張圖片，大家對(duì)應(yīng)的看就好了。

圖三十七，為異種金屬各種電子束焊接的可焊接性（圖片來(lái)源于王之康，高永華，徐賓所著的《真空電子束焊接設(shè)備及工藝》），有興趣的話，大家可以參考參考，感謝前輩們所做的一起。

十九問(wèn)：焊縫是不是越窄越好，深寬比越大越好？
答：很多人認(rèn)為電子束的最大的優(yōu)點(diǎn)就是焊縫非常的窄，深寬比非常的大，就想當(dāng)然的認(rèn)為深寬比越大越好，其實(shí)不然，這是一個(gè)誤區(qū)，在實(shí)際的生產(chǎn)當(dāng)中，過(guò)窄的焊縫并不可取，單純的追求深寬比沒(méi)有太大的意義。理由如下：

# l$ K" N1 k8 U, s5 j一是，過(guò)窄的焊縫容易造成焊縫不牢等缺陷，你想啊，太窄的話，熔化的金屬少，這樣如果是很重很大的兩部分焊接在一起，或者又需要承受很大的應(yīng)力的話，這樣強(qiáng)度有可能不夠。
4 D) G/ H! Y3 Y2 X9 y) [* p. ^$ t
8 C* ]  p2 V) U. @$ r8 G2 u! g二是，太窄的焊縫對(duì)于焊件的裝配精度要求的非常高，如果裝配間隙過(guò)大，則很容易造成由于熔化金屬不夠不足以填充焊縫引起空洞，裂紋等缺陷。
* c- c; c1 X$ @6 ]; f3 N
' R  w) k4 n# f9 k' e三是，對(duì)設(shè)備的性能要求高，要求非常高的穩(wěn)定性，對(duì)工藝參數(shù)的制定有非常高的水平。一旦性能有一點(diǎn)不穩(wěn)定，工藝參數(shù)有一點(diǎn)的變化，這么極限的焊縫則很難重復(fù)。
下面上圖給大家理解一下。
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圖三十八，三十九，非常具有代表性，還是這兩張圖，深度分別都是15mm,30mm,40mm左右。很顯然，上面一張使用150KV，電子束脈沖焊接出來(lái)的焊縫的深寬比更大，寬度是小于0.5mm，深度40mm，深寬比是大于80的，但是下面一個(gè)，深寬比也就小于40，你覺(jué)得那個(gè)好，更能夠應(yīng)用在實(shí)際的焊縫中。上面一個(gè)的話，要求更高的裝配精度，更極限的參數(shù)，加入焊縫有一點(diǎn)不垂直，則焊縫可能都會(huì)偏離焊接的間隙，但對(duì)于下面一個(gè)，焊縫就安全的多了，可以有更大的裕度。所以說(shuō)喬丹與姚明的差別也就是一個(gè)偉大球員和優(yōu)秀球員的區(qū)別，做出這兩個(gè)焊縫的工藝人員是優(yōu)秀的工藝人員與合格工藝人員的區(qū)別。
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今天就到此為止，明天還要上班，等有時(shí)間再和大家分享更多的焊接的樂(lè)趣。本人才疏學(xué)淺，在寫的過(guò)程中難免有錯(cuò)誤和疏漏，還請(qǐng)各位多多包涵，希望大家提出寶貴的意見(jiàn)和建議， 這樣對(duì)我也是一個(gè)非常大的幫助。希望大家多提問(wèn)，如果能回答，我會(huì)盡量回復(fù)。
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zerowing

電子束。。。道長(zhǎng)來(lái)看看。哈哈

ぶ刀の刀

長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)了，感謝分享！

水水5

這回鬼魅道長(zhǎng)遇到競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手了~
敢問(wèn)樓主，最大焊接直徑能有多大？力學(xué)性能怎么樣？高鉻耐磨材料能否焊接？

東海fyh126

受教，，，，，，

angel1399793

大俠寫的每一篇我都看完了，哈哈

德富gd

一看就是道長(zhǎng)寫的東西,強(qiáng)悍,學(xué)習(xí)了

淺藍(lán)色

zerowing 發(fā)表于 2014-4-2 22:41
9 ?; Y: c2 C! n( J5 ]: a& ]電子束。。。道長(zhǎng)來(lái)看看。哈哈

本人和道長(zhǎng)是好朋友，我們也經(jīng)常交流。。

淺藍(lán)色

水水5 發(fā)表于 2014-4-3 01:29
這回鬼魅道長(zhǎng)遇到競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手了~
敢問(wèn)樓主，最大焊接直徑能有多大？力學(xué)性能怎么樣？高鉻耐磨材料能否焊接？

本人和道長(zhǎng)還是好朋友，我們也是經(jīng)常交流。

: P7 |9 s: h; V( U# V7 A' S我們自己的設(shè)備，可以焊接的最大的工件的直徑分為兩種，一種是環(huán)焊縫，可以焊接直徑1.3m左右的，另一種是焊接端面的環(huán)焊縫，可以焊接2.2m的。

8 _! [, S$ J5 y) X( ~4 i' W) c' g力學(xué)性能沒(méi)有做過(guò)，肯定交出去的產(chǎn)品都是符合客戶要求的。一般來(lái)說(shuō)，真空電子束焊接的產(chǎn)品的熱影響區(qū)更小，變形更小，其力學(xué)及各方面的性能都是好過(guò)其他的焊接方法的。

6 \$ M2 I- ^) C高鉻耐磨材料可以焊接，但是這方面的需求比較少，我還沒(méi)有遇到過(guò)，如果你有產(chǎn)品需要焊接，可以聯(lián)系我139-1095-3720
( {8 G: G) j" g* R6 G0 l

orc_roll

8 g2 ~4 ]) t( R1 U( a, k
  M- U0 }$ z2 Q" p贊一下，好貼！
附一份關(guān)于電子束焊接的資料，供大家參考。。。