Titan og titanlegeringer bliver et fremragende skibskonstruktionsmateriale på grund af deres høje specifikke styrke, korrosionsbestandighed over for havvand og andre medier, lav temperaturbestandighed og ikke-magnetisk lydtransmissions-, stød- og vibrationsbestandighed. Brugen af titanium og titanlegering i skibe forlænger i høj grad udstyrets levetid, reducerer vægten og forbedrer udstyrets og hele skibets tekniske ydeevne. På grund af kompleksiteten og det særlige ved skibets brugsmiljø er kvalitetskravene til svejsede samlinger meget høje for titanlegeringsmaterialer, der anvendes på skibe. Især for tykke titanlegeringsplader er den generelle svejseteknologi lav effektivitet, og svejsekvaliteten er svær at garantere. Med det stigende omfang af nationalt forsvarsudstyr bliver svejseproblemerne med tyk plade og supertyk plade mere og mere fremtrædende. Vakuumelektronstrålesvejsning har fordelene ved stor energitæthed, stærk penetration, lille varmetilførsel, hurtig svejsehastighed, lille deformation og høj effektivitet ved svejsning af tyk plade, hvilket gør den meget velegnet til svejsning af titanlegeringer til skibe, især med en stor svejsning forhold mellem dybde og bredde, hvilket gør den unik i svejsebehandlingen af tykplade titanlegeringer.
Elektronstrålesvejsning (EBW) er en ny svejseteknologi, der bruger ekstremt tæt højhastighedselektronstrøm til at opvarme, smelte, afkøle og krystallisere det svejsede metal til en svejsning. Elektronstrålens høje energitæthed indtager førstepladsen i de forskellige svejsevarmekilder, der faktisk anvendes nu, og har mange tekniske fordele, som den traditionelle svejseproces ikke kan matche:
(1) Forholdet mellem svejsedybde og bredde er stort. Elektronstråler med høj effekttæthed kan danne svejsninger med store forhold mellem dybde og bredde. Generelt er forholdet mellem dybde og bredde af buesvejsning mindre end 2∶1, mens elektronstrålesvejsning kan nå 20∶1, og pulseret elektronstrålesvejsning kan endda nå 50∶1.
(2) Høj svejseeffektivitet. På grund af koncentrationen af energi accelereres smelte- og størkningsprocesserne kraftigt, så svejsehastigheden accelereres. Ved svejsning af dele med stor tykkelse spiller elektronstrålens dybe penetreringsevne en uerstattelig rolle i at forbedre svejseeffektiviteten. Samtidig med at høj effektivitet opretholdes, er kvalitetsnøjagtigheden af samlingen også relativt høj.
(3) Deformationen af emnet er lille. På grund af energikoncentrationen er svejsehastigheden hurtig, varmetilførslen til emnet er lille, dybde-/breddeforholdet er stort, og den svejsevarmepåvirkede zone er lille, så emnedeformationen er lille.
(4) Gode fysiske egenskaber af svejsningen. Elektronstrålesvejsehastigheden er hurtig, kan effektivt undgå kornvækst, øge duktiliteten af leddet. På samme tid, fordi varmetilførslen er lille, højtemperaturhandlingstiden er kort, og legeringselementerne er mindre udfældede, har svejsningen god korrosionsbestandighed. Vakuumet har en god beskyttende effekt på svejsningen og undgår forurening af svejsemetallet fra miljøet og urene stoffer.
(5) Svejseprocesparametre er nemme at justere, procestilpasningsevnen er stærk, repeterbarheden og reproducerbarheden er god.
(6) Vakuumelektronstrålens omrøringseffekt bryder dendritterne, gør orienteringen af kornet i svejsezonen ikke-retningsbestemt og øger antallet af krystalkerner, hvorved kornet raffineres, hvilket gør den svejsede samlings ydeevne betydeligt forbedret.
Det er netop på grund af ovennævnte egenskaber ved elektronstrålesvejsning, at den er meget velegnet til svejsning af titanlegeringer med stærk aktivitet for at opnå lang levetid. De eksperimentelle resultater viser, at brudsejheden og modstandsdygtigheden over for udmattelsesrevneudbredelse af TC{{0}}DT titaniumlegering vakuumelektronstrålesvejsning er bedre end basismaterialets. Derudover fandt undersøgelsen af vakuumelektronstrålesvejsning af TB13-smedninger med en tykkelse på 130 mm, at svejsekoefficienterne for alle svejsninger var større end 0,9, og KIC-værdien af svejsninger steg med stigningen i svejsedybden. Sejheden af den øvre svejsning og den varmepåvirkede zone er imidlertid lavere end for andre lag, hvilket skyldes, at den større tykkelse er let at producere ujævn struktur efter svejsning, hvilket resulterer i kompleks restspænding. Testen viser, at restspændingen af svejsning kan forbedres, og kvaliteten af svejsningen kan forbedres væsentligt ved lokal varmebehandling med vakuumelektronstråle efter svejsning.
