Το τιτάνιο και τα κράματα τιτανίου γίνονται εξαιρετικά δομικά υλικά πλοίου λόγω της υψηλής ειδικής αντοχής, της αντοχής στη διάβρωση στο θαλασσινό νερό και άλλων μέσων, της αντοχής σε χαμηλή θερμοκρασία και της μη μαγνητικής, ηχητικής μετάδοσης, αντοχής σε κραδασμούς και κραδασμούς. Η χρήση τιτανίου και κράματος τιτανίου στα πλοία παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού, μειώνει το βάρος και βελτιώνει την τεχνική απόδοση του εξοπλισμού και ολόκληρου του πλοίου. Λόγω της πολυπλοκότητας και της ιδιαιτερότητας του περιβάλλοντος χρήσης του πλοίου, οι απαιτήσεις ποιότητας των συγκολλημένων αρμών είναι πολύ υψηλές για τα υλικά από κράμα τιτανίου που χρησιμοποιούνται στα πλοία. Ειδικά για την παχιά πλάκα από κράμα τιτανίου, η γενική τεχνολογία συγκόλλησης είναι χαμηλής απόδοσης και η ποιότητα συγκόλλησης είναι δύσκολο να εγγυηθεί. Με την αυξανόμενη κλίμακα του εξοπλισμού εθνικής άμυνας, τα προβλήματα συγκόλλησης της παχιάς πλάκας και της εξαιρετικά παχιάς πλάκας γίνονται όλο και πιο εμφανή. Η συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων υπό κενό έχει τα πλεονεκτήματα της μεγάλης ενεργειακής πυκνότητας, της ισχυρής διείσδυσης, της μικρής εισόδου θερμότητας, της γρήγορης ταχύτητας συγκόλλησης, της μικρής παραμόρφωσης και της υψηλής απόδοσης κατά τη συγκόλληση παχιάς πλάκας, καθιστώντας την πολύ κατάλληλη για τη συγκόλληση κραμάτων τιτανίου για πλοία, ειδικά με μεγάλη συγκόλληση αναλογία βάθους προς πλάτος, καθιστώντας το μοναδικό στην επεξεργασία συγκόλλησης κραμάτων τιτανίου παχιάς πλάκας.
Η συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων (EBW) είναι μια νέα τεχνολογία συγκόλλησης που χρησιμοποιεί εξαιρετικά πυκνή υψηλής ταχύτητας ροή ηλεκτρονίων για να θερμάνει, να λιώσει, να ψύξει και να κρυσταλλώσει το συγκολλημένο μέταλλο για να σχηματίσει συγκόλληση. Η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα της δέσμης ηλεκτρονίων κατέχει την πρώτη θέση στις διάφορες πηγές θερμότητας συγκόλλησης που χρησιμοποιούνται σήμερα και έχει πολλά τεχνικά πλεονεκτήματα που η παραδοσιακή διαδικασία συγκόλλησης δεν μπορεί να ταιριάξει:
(1) Η αναλογία βάθους προς πλάτος συγκόλλησης είναι μεγάλη. Οι δέσμες ηλεκτρονίων υψηλής πυκνότητας ισχύος μπορούν να σχηματίσουν συγκολλήσεις με μεγάλους λόγους βάθους προς πλάτος. Γενικά, ο λόγος βάθους προς πλάτος της συγκόλλησης τόξου είναι μικρότερος από 2∶1, ενώ η συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων μπορεί να φτάσει το 20∶1 και η συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων μπορεί να φτάσει ακόμη και το 50∶1.
(2) Υψηλή απόδοση συγκόλλησης. Λόγω της συγκέντρωσης της ενέργειας, οι διεργασίες τήξης και στερεοποίησης επιταχύνονται πολύ, επομένως η ταχύτητα συγκόλλησης επιταχύνεται. Κατά τη συγκόλληση εξαρτημάτων μεγάλου πάχους, η ικανότητα βαθιάς διείσδυσης της δέσμης ηλεκτρονίων παίζει αναντικατάστατο ρόλο στη βελτίωση της απόδοσης συγκόλλησης. Διατηρώντας την υψηλή απόδοση, η ποιοτική ακρίβεια της άρθρωσης είναι επίσης σχετικά υψηλή.
(3) Η παραμόρφωση του τεμαχίου είναι μικρή. Λόγω της συγκέντρωσης ενέργειας, η ταχύτητα συγκόλλησης είναι γρήγορη, η εισροή θερμότητας στο τεμάχιο εργασίας είναι μικρή, η αναλογία βάθους προς πλάτος είναι μεγάλη και η επηρεαζόμενη ζώνη θερμότητας συγκόλλησης είναι μικρή, επομένως η παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας είναι μικρή.
(4) Καλές φυσικές ιδιότητες της συγκόλλησης. Η ταχύτητα συγκόλλησης με δέσμη ηλεκτρονίων είναι γρήγορη, μπορεί να αποφύγει αποτελεσματικά την ανάπτυξη κόκκων, να αυξήσει την ολκιμότητα της άρθρωσης. Ταυτόχρονα, επειδή η εισροή θερμότητας είναι μικρή, ο χρόνος δράσης σε υψηλή θερμοκρασία είναι σύντομος και τα στοιχεία κράματος είναι λιγότερο κατακρημνισμένα, η συγκόλληση έχει καλή αντοχή στη διάβρωση. Το κενό έχει καλή προστατευτική επίδραση στη συγκόλληση, αποφεύγοντας τη μόλυνση του μετάλλου συγκόλλησης από το περιβάλλον και τις ακάθαρτες ουσίες.
(5) Οι παράμετροι της διαδικασίας συγκόλλησης είναι εύκολο να προσαρμοστούν, η προσαρμοστικότητα της διαδικασίας είναι ισχυρή, η επαναληψιμότητα και η αναπαραγωγιμότητα είναι καλή.
(6) Η επίδραση ανάδευσης της δέσμης ηλεκτρονίων κενού σπάει τους δενδρίτες, καθιστά τον προσανατολισμό του κόκκου στη ζώνη συγκόλλησης μη κατευθυντικό και αυξάνει τον αριθμό των κρυσταλλικών πυρήνων, βελτιώνοντας έτσι τον κόκκο, καθιστώντας την απόδοση της συγκολλημένης άρθρωσης σημαντικά βελτιωμένη.
Ακριβώς λόγω των παραπάνω χαρακτηριστικών της συγκόλλησης με δέσμη ηλεκτρονίων είναι πολύ κατάλληλο για τη συγκόλληση κραμάτων τιτανίου με ισχυρή δραστηριότητα για την επίτευξη αξιοπιστίας μεγάλης διάρκειας ζωής. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η αντοχή σε θραύση και η αντίσταση διάδοσης ρωγμών κόπωσης της συγκολλημένης δέσμης ηλεκτρονίων κενού από κράμα τιτανίου TC{{0}}DT είναι καλύτερη από αυτή του υλικού βάσης. Επιπλέον, η μελέτη για τη συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων υπό κενό σφυρηλατήσεων TB13 με πάχος 130 mm διαπίστωσε ότι οι συντελεστές συγκόλλησης όλων των συγκολλήσεων ήταν μεγαλύτεροι από 0,9 και η τιμή KIC των συγκολλήσεων αυξήθηκε με την αύξηση του βάθους συγκόλλησης. Ωστόσο, η σκληρότητα της άνω συγκόλλησης και της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα είναι χαμηλότερη από αυτή άλλων στρωμάτων, γεγονός που οφείλεται στο ότι το μεγαλύτερο πάχος είναι εύκολο να δημιουργήσει ανομοιόμορφη δομή μετά τη συγκόλληση, με αποτέλεσμα πολύπλοκη υπολειμματική τάση. Η δοκιμή δείχνει ότι η υπολειπόμενη τάση της συγκόλλησης μπορεί να βελτιωθεί και η ποιότητα της συγκόλλησης μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά με τοπική θερμική επεξεργασία με δέσμη ηλεκτρονίων κενού μετά τη συγκόλληση.
