9.5 认识高能束焊（课件）-高一-《焊接方法与工艺》同步精品课堂（机工版·第2版）

《焊接方法与工艺》（第2版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 模块九 其他焊割方法及工艺 9.5 认识高能束焊 知识目标 1.了解真空电子束焊的原理和特点。 2.了解激光焊与激光切割的原理和特点。 能力目标 了解激光焊与激光切割的原理、特点、工艺及焊接过程，并会准确应用 情感目标 通过学习，培养学生善于发现问题、解决问题的能力，培养学生的工匠精神、职业素养、安全意识，为实践奠定基础。 三维目标 教学重难点 重点：激光焊与激光切割的原理 难点：激光焊与激光切割的原理 旧知回顾 01 1.什么是摩擦焊？原理和特点是什么？ 2.摩擦焊的方法有哪些？原理分别是什么？ 3.摩擦焊的工艺有哪些？应如何选择？常应用于哪些领域？ 情景导入 01 下图所示的焊接方法大家是否见过？该方法原理如何？有何特点？适用于哪些材料的焊接？ 情景导入 高能束焊也称高能焊、高能密度焊，是用高能量密度束流(激光束、电子束、等离子 弧)作为焊接热源，实现对材料和构件焊接的特种焊接方法。 通常所说的高能束焊指电子束焊和激光焊。 本任 务就是认识电子束焊和激光焊割，即了解其原理、特点及方法等内容。 02 一 、真空电子束焊 新知学习——相关知识 请同学们观看视频，了解真空电子束焊的原理及焊接过程。 02 电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行 焊接的方法。 真空电子束焊是电子束焊的一种，是目前发展较成熟的一种先进工艺。 应用：现已在 核能、航空、航天、仪表、工具制造等工业上获得了广泛应用。 一、真空电子束焊 新知学习——相关知识 02 一、真空电子束焊 新知学习——相关知识 1. 真空电子束焊原理 电子束是从电子枪中产生的，如图所示。 电子枪的阴极通电加热到高温而发射出 大量电子，电子在加速电压的作用下达到0.3～0.7倍的光速，经电子枪静电透镜和电磁透 镜的作用，汇聚成一束能量(动能)极大的电子束。 02 一、真空电子束焊 新知学习——相关知识 1. 真空电子束焊原理 这种电子束以极高的速度撞击焊件的 表面，电子的动能转变为热能，使金属迅速熔化和蒸发。 强烈的金属气流将熔化的金属排 开，使电子束继续撞击深处的固态金属，很快在焊件上“钻”出一个锁形小孔(匙孔),如图所示。 头脑风暴 回顾所学焊接方法的特点，对比真空电子束焊，真空电子束焊有哪些优势与不足，小组讨论，接龙回答。 02 一、真空电子束焊 新知学习——相关知识 2. 真空电子束焊的特点及应用 1)电子束功率密度很高，为电弧焊的5000～10000 倍，所以焊接速度快，又因焊接时 的电子束电流很小，焊接的热影响区和变形极小。 2)电子束穿透能力强，焊缝深宽比大，深 宽比可达50:1,而焊条电弧焊的深宽比约为 1:1.5;埋弧焊约为1:1.3。所以电子束焊时可 以不开坡口，实现单道大厚度焊接，比电弧焊 节省材料和能量消耗数十倍。 优点 02 一、真空电子束焊 新知学习——相关知识 2. 真空电子束焊的特点及应用 3)真空环境下焊接，不仅可防止熔化金属 受到氢、氧、氮气体的污染，而且有利于焊缝金属的除气和净化。 4)真空电子束焊能焊接用其他焊接工艺难 于或根本不能焊接的形状复杂的焊件，能焊接 特种金属、难熔金属和某些非金属材料，也适 用于异种金属以及金属与非金属间的焊接及热 处理后的零件与缺陷的修补。 优点 02 一、真空电子束焊 新知学习——相关知识 2. 真空电子束焊的特点及应用 缺点 真空电子束焊的主要缺点是设备复杂，成 本高，使用维护较困难，对接头装配质量要求 严格及需要防护X 射线等 02 二、激光焊与激光切割 新知学习——相关知识 激光是一种新能源，是比等离子弧更为集中的热源。激光可以用来焊接、切割、打孔或 进行其他加工。 激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法， 是当今先进的制造技术之一。 02 二、激光焊与激光切割 新知学习——相关知识 1. 激光焊的原理 激光与普通光不同，它具有能量密度高(可达10⁵~10¹³W/cm²)、 单色性好与方向性强 的特点。激光焊就是利用激光器产生的单色性、方向性非常高的激光束，经过光学聚焦后， 把其聚焦到直径10μm的焦点上，能量密度达到10⁶W/cm²以上，通过光能转变为热能，从 而熔化金属进行焊接。 02 二、激光焊与激光切割 新知学习——相关知识 2. 激光焊的特点及应用 1)能准确聚焦为很小的光束(直径10μm), 焊缝极为窄小，变形极小，热影响区 极窄。 2)功率密度高，加热集中，可获得深宽比大的焊缝(目前已达12:1)不开坡口单道 焊钢板的厚度达50mm。 优点 优点 02 二、激光焊与激光切割 新知学习——相关知识 2. 激光焊的特点及应用 3