高能束流加工技術(shù)是當(dāng)今制造技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，是武器裝備研制中不可缺少的特種加工技術(shù)。高能束流加工技術(shù)是利用以光量子、電子、等離子體為能量載體的高能量密度束流對材料和構(gòu)件進行加工。它是一個典型的多學(xué)科交叉領(lǐng)域，研究內(nèi)容極為豐富，涉及
光學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)、冶金學(xué)、
金屬物理、流體力學(xué)、材料科學(xué)、真空學(xué)、
機械設(shè)計和自動控制以及計算機技術(shù)等多種學(xué)科。它的主要技術(shù)領(lǐng)域有
激光束加工技術(shù)、電子束加工技術(shù)、離子束及等離子體加工技術(shù)以及高能束流復(fù)合加工技術(shù)等。
Ia)wlA02S =r+u!~%@'' 一、國外高能束流加工技術(shù)的發(fā)展概況
Mp?Ev. )8ctNpQt 美、日及西歐的發(fā)達國家在七八十年代就將高能束流加工技術(shù)做為先進制造技術(shù)的重要組成部分列入相應(yīng)的工業(yè)發(fā)展計劃，并先后成立了相應(yīng)的開發(fā)研究機構(gòu)。日本大阪大學(xué)、德國阿亨大學(xué)的焊接研究所、英國焊接研究所、法國焊接研究所以及烏克蘭巴頓焊接研究所等均有高能束流加工研究中心。通過對上述研究中心的考察及資料研究，可看出高能束流加工技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢。
//Ioh (N #93;V'b] (一) 電子束加工技術(shù)
P\iw[m7O Ha$|9li` 電子束加工技術(shù)的主要應(yīng)用是電子束焊(EBW)，經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為較成熟的技術(shù)，處于平穩(wěn)發(fā)展、擴大應(yīng)用階段。目前的研究工作集中在焊縫實時跟蹤、電子束加熱溫度場計算機模擬計算、大功率二極槍的研究(間熱式陰極、高壓放電保護)、電子束能量密度測試、電子束焊接專家系統(tǒng)等方面，在應(yīng)用研究方面，主要是對大氣條件下電子束焊接的設(shè)備和工藝的研究以及電子束焊接大厚件的研究。另外在電子束加工設(shè)備開發(fā)中，采用了體積更小的高壓電源，并采用當(dāng)代先進的計算機控制以及工業(yè)電視監(jiān)控等技術(shù)，使商品化的EBW設(shè)備外形更美觀，操作更方便。電子束物理氣相沉積(EB-PVD)技術(shù)在航空發(fā)動機制造業(yè)日益受到重視。俄羅斯、烏克蘭等國先后把該技術(shù)用于航空發(fā)動機葉片的熱障涂層以及葉片的制造、金屬材料的制備等方面。值得一提的是，烏克蘭巴頓焊接所的(EB-PVD)設(shè)備已形成了實驗室型、中試生產(chǎn)型和批生產(chǎn)用的系列產(chǎn)品；俄羅斯庫茲涅佐夫設(shè)計局自1978年起開始將該技術(shù)應(yīng)用于HK系列發(fā)動機葉片的生產(chǎn)上，并在其批生產(chǎn)廠安裝了三臺設(shè)備。現(xiàn)在這一技術(shù)日益得到西方的重視，例如美國P&W公司與烏克蘭巴頓焊接所成立了該項技術(shù)的合資公司，以盡快在美國推廣該項技術(shù)。
;W?e@ Lgxk Xo(K*eIN (二)
激光加工技術(shù)
,V)yOLApVj g Gg8O? Z 10年前激光在工業(yè)上的主要應(yīng)用還是切割(激光加工機的70%以上用于切割)和制孔，而近年來，激光焊接成為熱點。薄件焊接主要用于宇航業(yè)及汽車業(yè)，而激光焊接大厚件將主要用于核工業(yè)、造船、石油、軍用車輛、越野車等方面。英國焊接研究所和法國焊接研究所正針對激光焊接大厚件進行聯(lián)合研究，即45KW CO[_2]激光焊接，焊接鋼厚度的期望值是50mm。目前，在等離子+激光復(fù)合焊接，氬弧焊+激光復(fù)合焊接，激光質(zhì)量檢測技術(shù)基礎(chǔ)(如溫度場、等離子體監(jiān)測等)等方面，對激光加工技術(shù)的機理開展了研究工作。在應(yīng)用方面，主要利用激光焊接鍍鋅板、鋁板、核電站散熱管、高壓氣瓶、輸油管道等，
激光切割的應(yīng)用領(lǐng)域及材料范圍也越來越廣。激光加工設(shè)備在工業(yè)上用的最多的是橫流4～6KW CO[_2]加工機，它正向著幾十千瓦的大功率方向發(fā)展。近年來開發(fā)的擴散冷卻CO[_2]板條
激光器具有成本低、效率高、質(zhì)量好的優(yōu)點，具有廣泛的應(yīng)用前景。YAG激光器脈沖式的最大功率是1KW，連續(xù)式的最大功率是4KW，正在發(fā)展中的雙管YAG激光器預(yù)計到1998年可達5KW。另外，
半導(dǎo)體激光器的成本低、壽命高，不久將在汽車等工業(yè)生產(chǎn)線上得到應(yīng)用。在激光沖擊硬化中，使用調(diào)質(zhì)YAG激光器，而銅蒸激光器最初是用于分離同位素元素的，它將非常適合激光沖擊硬化等工藝。
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x (三) 等離子加工技術(shù)
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