新型低压电子束焊接技术以其独特的凹型阴极、自聚焦和低造价优势崭露头角，不再依赖高真空系统和磁透镜等昂贵部件。该技术可在低真空范围（约7~12Pa）内进行微零件焊接和低熔点材料表面改性。针对这一高精度控制需求，本文提出了一种基于电容真空计、电动针阀和超高精度压力控制器的解决方案，将控制精度提升至1%。
一、技术背景与问题
电子束焊接技术通常要求高真空环境以及磁透镜和磁线圈系统进行电子束的聚焦和偏转，这使得设备成本高昂。近期，波兰学者介绍了一种新型低压电子束焊接技术，其特点在于：
1. 采用凹形阴极，在氩气环境中直接产生并聚焦电子束。
2. 简化了装置结构，使用微波炉变压器即可产生足够的电压进行焊接。
3. 对真空度的要求虽高，但在较窄的气压范围内（约5Pa）进行调节。
相关文献中并未详细阐述如何精确控制这一气压范围。本文将重点解决这一问题，确保真空度控制的准确性和稳定性。
二、解决方案
针对新型低压电子束焊接技术的真空度控制问题，本文提出了以下解决方案：
1. 真空系统改造：在原有的基础上，引入电动针阀和超高精度真空压力控制器，与电容真空计共同构成闭环控制系统。
2. 真空计的选择：选用1Torr量程的薄膜电容真空计，覆盖0.05~0.09Torr的工作压力范围，保证0.25%的高精度测量。
3. 电动针阀的应用：作为泄漏阀的替代，电动针阀具备步进电机驱动，可用0~10V直流电压进行精细调节。
4. 超高精度真空压力控制器：选用VPC 2021系列控制器，实现1%的控制精度，具备多种功能和较高的技术指标。
三、技术细节与实施方式
1. 改造后的电子束焊接机结构如图1所示，其中真空室体积较小（约5升）。
2. 真空系统包括真空计、机械泵和泄漏阀（现替换为电动针阀）。
3. 通过电容真空计测量真空度，输出0~10V的直流电压信号。
4. 电动针阀根据真空压力控制器的指令调节进气流量。
5. 超高精度真空压力控制器接收来自真空计的反馈信号，并与设定值进行比较，通过PID算法调整电动针阀的开度，以达到精确的真空度控制。
本文在波兰学者提出的新型低压电子束焊接技术基础上，对其真空度控制问题进行了深入研究，并提出了具体的解决方案。该方案通过引入电动针阀和超高精度真空压力控制器，实现了在0.05~0.09Torr范围内的1%控制精度。经过试验验证和广泛应用，该解决方案技术成熟度较高，为新型电子束焊接技术的推广应用提供了有力的技术保障。
五、参考文献
