電子束焊接與激光焊接有什么不同？

電子束焊接與激光焊接的性能比較：

到目前為止，電子束焊焊已經(jīng)成為一種成熟的加工技術(shù)，在汽車(chē)制造和航空航天方面發(fā)揮著重要作用。在過(guò)去的40多年里，激光加工已從實(shí)驗(yàn)室發(fā)展到實(shí)際應(yīng)用階段，并在電子束焊加工的各個(gè)領(lǐng)域取代了電子束焊加工。但是，實(shí)際應(yīng)用表明，激光和電子束焊作為高能量密度熱源，除了具有許多相同的技術(shù)特性外，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合，其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能仍有很大差異。

電子束焊接的優(yōu)點(diǎn)非常突出：

電子束焊的能量轉(zhuǎn)換效率非常高(80%~90%)，可以開(kāi)發(fā)出高功率的大型焊接設(shè)備(在日本，出現(xiàn)了加速電壓600kV、功率300kW的超高壓電子束焊焊機(jī))。

電子束焊焊縫非常細(xì)，深寬比很容易達(dá)到10：1，甚至20：1(最新報(bào)道顯示：日本焊接200毫米厚不銹鋼時(shí)，深寬比達(dá)到70：1)；

電子束焊可控性更好，甚至可以在工件中形成曲線(xiàn)孔徑；

電子束焊更容易焊接不同材料和特殊材料。

電子束焊的缺點(diǎn)當(dāng)然也很明顯：

真空腔是電子束焊接技術(shù)研究的重要領(lǐng)域，真空腔對(duì)防止電子散射有很大的影響，而真空腔又是電子束焊接技術(shù)的發(fā)展方向。

由于真空室的存在，抽真空成為影響循環(huán)時(shí)間的主要障礙(現(xiàn)在用于齒輪焊接的單個(gè)電子束焊設(shè)備的循環(huán)時(shí)間難以在60秒以?xún)?nèi))。

磁偏移：由于電子帶電會(huì)受到磁場(chǎng)偏移的影響，需要電子束焊焊工件在焊接前進(jìn)行磁處理；

x射線(xiàn)問(wèn)題：x射線(xiàn)在高壓下特別強(qiáng)，需要保護(hù)作業(yè)人員

工件組裝質(zhì)量要求嚴(yán)格，工件表面清潔要求高：

塑料激光焊接相對(duì)于電子束焊接具有以下優(yōu)點(diǎn)：激光焊接無(wú)需真空室，無(wú)需去磁處理，可在大氣中進(jìn)行，不會(huì)產(chǎn)生抗X射線(xiàn)的問(wèn)題，因而可在線(xiàn)作業(yè)，也可焊接各種材料。此外，激光焊接的循環(huán)時(shí)間比電子束焊接要短得多(容易達(dá)到30秒)。實(shí)際上，20年前，激光焊接就已獲得電子束焊接的地位，并成為高能束焊接技術(shù)發(fā)展的主流。

但是，受技術(shù)進(jìn)步的限制，激光焊接比電子束焊接有一定的弱點(diǎn)。

激光能量轉(zhuǎn)換效率較低，RofinDC系列CO_2激光器能量轉(zhuǎn)換效率低于20%，而IPG光纖激光器僅為30%以上；

由于能量轉(zhuǎn)換效率低，大功率激光焊接在生產(chǎn)線(xiàn)上的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性差。激光焊接設(shè)備的功率一般在20KW以下，其焊接深度可達(dá)10mm以下；

隨著新一代激光的誕生，激光的使用壽命可達(dá)5萬(wàn)小時(shí)，大大降低了激光焊接設(shè)備的使用成本。然而，獲得理想的焊接質(zhì)量保護(hù)氣體是必不可少的，這也導(dǎo)致加工成本的增加。

激光器的深寬比小于電子束焊焊，一般在10：1以?xún)?nèi)(在齒輪激光器中，焊縫的深度一般在4~6mm，所以這個(gè)深寬比也比較適合)，不適合大厚度工件的焊接；

激光焊接對(duì)鋁合金材料和其他高反射率材料的焊接仍存在技術(shù)難點(diǎn)，必須通過(guò)填充等輔助手段達(dá)到理想的焊接效果。

電子束焊與激光焊接的經(jīng)濟(jì)性比較：

電子束焊焊技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，高功率和高功率電子束焊焊機(jī)發(fā)展迅速，具有很高的實(shí)用價(jià)值。由于能量轉(zhuǎn)換率低等技術(shù)障礙，激光技術(shù)無(wú)法大大提高激光焊接的功率。現(xiàn)在實(shí)際使用的激光功率不能超過(guò)10KW，較高功率的激光成本增長(zhǎng)很快，但實(shí)際使用價(jià)值較低。

在歐美國(guó)家，同等功率(3~5KW)的電子束焊接設(shè)備與激光焊接設(shè)備的價(jià)格基本相同，但激光焊接的效率、靈活性(不受真空室限制)和生產(chǎn)線(xiàn)的特性容易集成，激光焊接設(shè)備在汽車(chē)制對(duì)工件裝配質(zhì)量要求嚴(yán)格，同時(shí)工件表面清潔的要求也較高。

由于中國(guó)研發(fā)高功率激光的滯后，實(shí)際使用的激光焊接設(shè)備基本上依賴(lài)進(jìn)口。與此同時(shí)，中國(guó)的中小功率電子束焊焊機(jī)已接近或趕上國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平，其價(jià)格僅約為國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的三分之一，且表現(xiàn)出明顯的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)。因此，國(guó)內(nèi)電子束焊接設(shè)備的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)激光焊接設(shè)備。

然而，在汽車(chē)生產(chǎn)中，大規(guī)模高效率已經(jīng)成為汽車(chē)制造企業(yè)追求的目標(biāo)。然而，國(guó)產(chǎn)電子束焊接設(shè)備通常不具備大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)的能力。當(dāng)生產(chǎn)能力提高時(shí)，通常通過(guò)增加電子束焊接設(shè)備的數(shù)量和人力來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。綜合比較，其經(jīng)濟(jì)性也大大降低。