聚焦線圈

電子槍是電子束熔煉爐的心臟。它包括槍頭(一般由燈絲、陰極、陽極等組成)、聚焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈等。電子槍按其結(jié)構(gòu)形式可分為軸向槍(或稱皮爾斯槍)、非自加速環(huán)形槍、自加速環(huán)形槍及橫向槍，它們的基本結(jié)構(gòu)及其在電子束熔煉過程中的工作情況示于圖2。電子槍的數(shù)量有單槍、雙槍和多槍等。

高能束流焊接電子束焊

利用經(jīng)加速和聚焦的電子束轟擊焊件接縫處所產(chǎn)生的熱能使金屬熔合的一種焊接方法。如圖所示，從陰極發(fā)射的電子，受陰極與陽極間高壓電場的加速，通過帶孔的陽極，再經(jīng)聚焦線圈會聚成截面積?。ㄖ睆綖?.2～1 mm）、功率密度高 （≥1.5×10W /cm²）的電子束。當(dāng)電子束撞擊焊件時，其動能大部分轉(zhuǎn)化成熱能，使焊件金屬熔化成熔池。隨著電子束的移動，熔池冷凝成焊縫。電子束的移動可由移動電子槍（電極和聚焦線圈等的組合件）或焊件來實現(xiàn);在小范圍內(nèi)可由偏轉(zhuǎn)線圈所產(chǎn)生的磁場來實現(xiàn)。加速電壓在30～200 kV范圍內(nèi)。為保護電極不受氧化，電極區(qū)必須保持壓力不大于1×10^-2Pa的高真空。工作室的壓力常高于電子槍室的壓力，兩者間有減少漏氣的設(shè)施。工作室一般另配真空泵抽氣。

高能束流焊接激光焊接

以聚焦的高能量密度的激光作為熱源對金屬進行熔化形成焊接接頭的一種焊接方法。激光焊可用于焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、高溫合金、鋁、鎂、鈦、鎳等有色金屬和合金。另外，還可用于某些異種金屬，如鎢與鎳，不銹鋼與鉭等，以及某些非金屬材料，如陶瓷、石英、玻璃塑料等的焊接。

激光是利用輻射激光放大原理產(chǎn)生的一種單色、方向性強、光亮度大的光束，經(jīng)透射或反射鏡聚焦后功率密度可達(dá)10W/m。按照激光束橫斷面上功率密度的分布情況，激光又有單模、多模之分。激光的幾種低階模的光斑花樣如圖1所示。模式與光束的聚焦特性密切相關(guān)，模式越低，聚焦后的光點越小，功率密度愈大。焊接一般要求激光器輸出單模。多模適合于堆焊、合金化和熱處理。

激光焊接設(shè)備主要由激光器、光學(xué)偏轉(zhuǎn)聚焦系統(tǒng)、光束檢測儀、工作臺（或?qū)Ｓ煤笝C）和控制系統(tǒng)組成，如圖2所示。用于焊接的激光器主要分為固體激光器和氣體激光器兩類。固體激光器有紅寶石激光器、釹玻璃激光器和YAG激光器（釔鋁石榴激光器）。氣體激光器主要是CO₂氣體激光器。

高能束流焊接等離子弧焊接

利用電弧等離子體作為熱源的電弧焊。如圖3所示，工作氣體用來保護電極并產(chǎn)生電弧等離子體，從噴嘴外側(cè)噴出的保護氣體用來保護焊接區(qū)。焊接時，電弧由高頻振蕩器在電極與噴嘴間引發(fā)，有時也可由電極與噴嘴的接觸短路引發(fā)并轉(zhuǎn)移到電極與焊件之間（有時在電極與噴嘴間仍保留有電?。?。電極與焊件間的弧柱經(jīng)噴嘴的機械壓縮、氣流的熱壓縮和電流的磁壓縮，形成一個截面小、電流密度大、電離度高的弧柱。與弧柱接觸處的焊件金屬迅速被熔化形成熔池。隨著弧柱的移動，熔池冷凝成為焊縫。電極一般用鎢極，在某些情況下用水冷銅電極，工作氣體用氬、氬與氫或氬與氦的混合氣體。保護氣體一般用氬。