电子束加工

[拼音]：dianzishu jiagong

[外文]：electron beam machining

利用高功率密度的电子束冲击工件时所产生的热能使材料熔化、气化的特种加工方法，简称为EBM。电子束加工是由德国的科学家K.H.施泰格瓦尔特于1948年发明的。

加工原理

电子束加工的基本原理是：在真空中从灼热的灯丝阴极发射出的电子，在高电压(30～200千伏)作用下被加速到很高的速度，通过电磁透镜会聚成一束高功率密度（105～109瓦／厘米2）的电子束。当冲击到工件时，电子束的动能立即转变成为热能，产生出极高的温度，足以使任何材料瞬时熔化、气化，从而可进行焊接、穿孔、刻槽和切割等加工。由于电子束和气体分子碰撞时会产生能量损失和散射，因此，加工一般在真空中进行。

电子束加工机由产生电子束的电子枪、控制电子束的聚束线圈、使电子束扫描的偏转线圈、电源系统和放置工件的真空室，以及观察装置等部分组成。先进的电子束加工机采用计算机数控装置，对加工条件和加工操作进行控制，以实现高精度的自动化加工。电子束加工机的功率根据用途不同而有所不同，一般为几千瓦至几十千瓦。

特点和应用

电子束加工的主要特点是：

（1）电子束能聚焦成很小的斑点(直径一般为***～***毫米)，适合于加工微小的圆孔、异形孔或槽；

（2）功率密度高，能加工高熔点和难加工材料如钨、钼、不锈钢、金刚石、蓝宝石、水晶、玻璃、陶瓷和半导体材料等；

（3）无机械接触作用，无工具损耗问题；

（4）加工速度快，如在0.1毫米厚的不锈钢板上穿微小孔每秒可达3000个，切割1毫米厚的钢板速度可达240毫米／分。主要缺点是：

（1）由于使用高电压，会产生较强 X射线，必须采取相应的安全措施；

（2）需要在真空装置中进行加工；

（3）设备造价高等。电子束加工广泛用于焊接（见电子束焊），其次是薄材料的穿孔和切割。穿孔直径一般为***～1.0毫米，最小孔径可达***毫米。切割0.2毫米厚的硅片，切缝仅为***毫米，因而可节省材料。