CN101402154B - 电子束焊接方法 - Google Patents
电子束焊接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101402154B CN101402154B CN2008101765310A CN200810176531A CN101402154B CN 101402154 B CN101402154 B CN 101402154B CN 2008101765310 A CN2008101765310 A CN 2008101765310A CN 200810176531 A CN200810176531 A CN 200810176531A CN 101402154 B CN101402154 B CN 101402154B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- workpiece
- electro
- welding
- welding method
- beam welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
本发明的主要目的在于提供一种用于将短圆柱体形工件和片状工件相互焊接的电子束焊接方法。包括一下步骤：清洗被焊接工件；将欲焊接工件相互压装；将清洗后的工件置于真空室中，并对真空室抽真空；以电子束流为2-6mA、最好是3-5mA进行定位焊接；以电子束流为15-22mA、最好是18-22mA进行穿透焊接。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子束焊接方法，包括在焊接前对待焊接工件进行清洗，将清洗后的工件放入真空室内，然后对真空室抽真空。
背景技术
电子束焊接是利用经高压静电场汇聚加速的高能量电子流轰击待焊接金属，从而使电子流的动能转化为热能，在被焊接工件中产生焊接所需的热量，使待焊接件熔化形成焊缝。
中国专利200410013759.X公开了一种汽轮机隔板电子束焊接方法。根据该方法，使用焊接室和焊枪的真空度都很高，并且焊接速度、电子束流也相对较高。这种方法适用于焊接汽轮机的隔板，而对相对较小、较薄的零件的焊接效果不佳。
现有的电子束焊接对于将一个片状工件和一个短圆柱体形状的工件相互焊接在一起时，没有很好的方法。在进行这种焊接时，会出现气孔、熔边、未熔和烧穿等等缺陷。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于将短圆柱体形工件和片状工件相互焊接的电子束焊接方法。
为实现上述目的，本发明提供一种电子束焊接方法，包括以下步骤：清洗被焊接工件；将欲焊接工件相互压装；将清洗后的工件置于真空室中，并对真空室抽真空；以电子束流为2-6mA、最好是3-5mA进行定位焊接；以电子束流为15-22mA、最好是18-22mA进行穿透焊接。
先对圆柱形工件和片状工件进行清洗，以清洗掉工件上油垢。 然后将清洗后的两种工件压装在一起，并将它们置于真空室内准备焊接。随后，以电子束流为2-6mA、最好是3-5mA进行定位焊接；再以电子束流为15-22mA、最好是18-22mA进行穿透焊接。这样，能够切实地将两种工件焊接到一块。尤其是对于本发明所要焊接的圆柱形工件和片状工件而言，采用这样的条件进行焊接，可以尽可能地避免因厚度较薄的片状工件先于圆柱形工件熔化，从而减少片状工件被击穿的可能性。此外，以上述这组条件进行加工，还可以以使焊缝形成得更加平滑、完整，基本上不需要再对焊缝进行进一步加工处理。
所述被焊接零件之间过盈配合相互压装在一起，过盈量为0-0.03毫米。由于在电子束流焊加工过程中，会在工件上产生尺寸的变化，通过将两种待加工工件以过盈配合方式压装在一起，这样，可以以过盈量作为焊接过程中消耗的预留加工余量。
所述清洗步骤包括：对待焊接工件进行20-30分钟超声波清洗；将工件放入溶液中浸泡30-40秒；将工件放入软化水中清洗；将清洗后的工件在烘箱中于75-85℃烘干30分钟；用丙酮擦洗烘干后的工件。通过超声波清洗来清洗工件，更有利于清洗掉焊接工件上的油污，而且，20-30分钟的清洗足以清洗掉油污，兼顾了清洗的效率。在清洗过后，将工件放入溶液浸泡30-40秒，有利于清除掉工件上的氧化层。然后用软化水清洗，去除残留在工件上的溶液，并以75-85℃对工件烘干30分钟，将工件彻底烘干，以使工件上不残留其他液体而给焊接造成不良影响。随后，在以丙酮擦洗烘干后的工件，以去除残留的或是烘干过程中形成的杂质等。
所述溶液为氢氟酸、硝酸的水溶液，在该溶液中，氢氟酸浓度为2g/L，所采用硝酸的比重为1.42g/L且该硝酸的浓度为400g/L。采用这一溶液清洗，更有利于去除工件上的氧化膜，并且该溶液不会对工件产生不良影响。
所述真空室的真空度为≤2.67×10-2Pa。所述真空枪的真空度为≤1.33×10-2Pa。在这一真空度下进行焊接，可使焊接效果更好。
加速电压为60kV。采用这一加速电压，可以使电子束获得更好的加速性，可以使焊缝变得更加平滑，焊接更为牢固。
电子束流在18.0-22.0mA之间。电子束流在18.0-22.0mA，更有利于焊接性能提升，并且不易损伤片状工件。而且，该条件的电子束流，能够改善背面焊缝形成的质量，可以形成更好的焊缝。
聚焦电流在444-489mA之间。以这样的聚焦电流进行焊接，不仅可以减少焊接加工时间，还可以保证焊接加工的质量，更加有利于焊缝的形成以及焊缝的表面平滑度。而且，聚焦电流为工件表面上聚焦且选择的尽量大，从而有效地控制背面焊缝的飞溅。
焊接速度为10.8rpm或0.90m/Min。以这样的焊接速度，不仅保证了焊接速度，还保证了焊接质量。
所述定位焊接和穿透焊接的起点和终点位于在以后的加工工序中进行机加工的位置。这样，可以通过后续的机加工处理，消除焊接起点和终点处的焊接质量相对较差的部分，有利于使焊缝质量更高。
所述圆柱形工件插在片状工件的通孔内，在焊接前的圆柱形工件的尺寸为标称尺寸加上预留收缩余量。中心距尺寸是标称中心距尺寸加上预留收缩余量。圆柱形工件标称尺寸为14～20mm，优选为16mm；预留收缩余量为0.05mm～0.25mm，优选为0.15mm。采用这样的预留收缩余量，可使圆柱形工件和片状工件间的焊接后的接合更好，应力更小，焊缝更加可靠、平滑。
附图说明
图1为待焊接短圆柱形工件1的局部剖视图；
图2为待焊接片状工件2的俯视图；
图3表示将待焊接短圆柱形工件1和片状工件2相互焊接在一起的状态。
具体实施方式
根据本发明的电子束焊接方法尤其适用于将一个片状工件2和一个圆柱形工件1相互焊接在一起，特别是无添料焊接。
如图1所示，待焊接短圆柱形工件1是一个外形轮廓呈圆柱体的工件。这个圆柱形的外形轮廓可以通过车削加工获得。图2中所示的是另一个待焊接片状工件2。片状工件2的一端呈圆形。这个圆形的中心开有一个圆孔3。圆孔3通过冲压成型。待焊接圆柱形工件1将嵌入这个圆孔中，且短圆柱形工件1的外径与圆孔3的内径匹配。为了能够实行焊接，短圆柱形工件1的外径与圆孔3的内径相互过盈配合。因此，在将工件1和2相互焊接之前，将工件1压入工件2的圆孔3中，从而将两者相互定位。
在对待焊接工件进行切削加工时，应考虑两个工件将被过盈地压装在一起，为此，根据本发明的一个具体实施例应保证两个待焊接工件1和2之间相互配合的过盈量为0-0.03毫米。另外，还要考虑的是，工件的长度、宽度尺寸会由于焊接而收缩。考虑到这种收缩，在对工件进行机械加工时，应预留一定的余量，以补偿由于收缩带来的尺寸变化。本焊接方法在圆柱形工件1的直径为14～20mm时效果更好，此时，需要预留的收缩余量为0.05mm～0.25mm。例如，在本实施例中，圆柱形工件1的直径为16mm，预留收缩余量选择0.15mm。
根据本发明的一个具体实施例，在进行焊接之前，对待焊接工件1和2进行清洗。
首先，对于表面只有少量油污而没有氧化皮的工件进行超声波清洗，即采用水剂超声波清洗，以便去除工件1、2表面的油垢。清洗时间通常为20-30分钟。将清洗后的工件1、2取出，吹干。然后将工件1和2放入溶液中浸泡30-40秒后取出，清除掉工件上的氧化层。在这里，溶液采用氢氟酸、硝酸的水溶液，在该溶液中，氢氟酸浓度为2g/L，所采用硝酸的比重为1.42g/L且该硝酸的浓度为400g/L。采用这一溶剂，更有利于去除工件上的氧化膜，并且该溶 液不会对工件产生不良影响。
然后，将从溶液取出的工件1和2马上置入软化水槽中进行清洗，彻底清除工件1和2上残存的溶液。然后将软化水清洗过的工件1和2放入烘箱内，在75-85℃烘干30分钟。再用丙酮擦洗烘干后的工件并使其干燥。去除残留的或是烘干过程中形成的杂质等。
如此清洗后的工件1和2可以压配合组装在一起，以便进行焊接。
通过挤压将清洗后的短圆柱形工件1装入片状工件2上的孔3中。
将组装好的工件1和2送入真空室中。然后对焊接真空室进行隔离抽真空使其真空度≤2.67×10-2Pa。此时，还要保证真空枪中的真空度为≤1.33×10-2Pa。在这一真空度下进行焊接，可使焊接效果更好。
当达到预定真空度以后，开始用电子束流对短圆柱形工件1和片状工件2进行第一次定位焊接。在定位焊接时，加速电压为60KV；电子束流为2-6mA、优选为3-5mA；聚焦电流为444-489mA；焊接速度为10.8rpm(0.90m/Min)；焊接时间7s。这样，可以使焊缝变得更加平滑，焊接更为牢固。
根据本发明的电子束焊接方法，在定位焊接时，对短圆柱体形工件1与片状工件2相互连接处进行一个整圆形的焊接。此时，仅仅是将两个工件1和2相互定位并固定，焊缝并没有穿透工件的连接部位。
在定位焊接完成后，进行第二次焊接，即穿透焊接。在穿透焊时，加速电压为60KV；电子束流为15-22mA、优选为18-22mA；聚焦电流为444-489mA；焊接速度为10.8rpm(0.90m/Min)；焊接时间为3s。
从上面的参数可以明显地看出，根据本发明的方法，选择中等加速电压60kV，聚焦电流为工件表面上聚焦且选择的尽量大，从而有效地控制背面焊缝的飞溅，而稍大一点的电子束流能够改善背面焊缝形成的质量。
此外，采用上述这样的加工条件能够切实地将圆柱形工件1和片状工件2焊接在一起。而且，采用这样的条件进行焊接，可以尽可能地避免因厚度较薄的片状工件2先于圆柱形工件1熔化，从而减少片状工件2被击穿的可能性。此外，以上述这组条件进行加工，还可以以使焊缝形成得更加平滑、完整，基本上不需要再对焊缝进行进一步加工处理。
Claims (14)
1.一种电子束焊接方法，包括以下步骤：
·清洗被焊接工件；
·将欲焊接工件相互压装；
·将清洗后的工件置于真空室中，并对真空室抽真空；
·以电子束流为2-6mA进行定位焊接；
·以电子束流为15-22mA进行穿透焊接；
·所述焊接工件包括圆柱形工件和片状工件。
2.根据权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述被焊接工件之间过盈配合相互压装在一起，过盈量为0-0.03毫米。
3.根据权利要求1或2所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述清洗步骤包括：
对待焊接工件进行20-30分钟超声波清洗；
将工件放入溶液中浸泡30-40秒；
将工件放入软化水中清洗；
将清洗后的工件在烘箱中于75-85℃烘干30分钟；
用丙酮擦洗烘干后的工件。
4.如权利要求3所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述溶液为氢氟酸、硝酸的水溶液，在该溶液中，氢氟酸浓度为2g/L，所采用硝酸的比重为1.42g/L且该硝酸的浓度为400g/L。
5.根据权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述真空室的真空度为≤2.67×10-2Pa。
6.根据权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，还需要真空度为≤1.33×10-2Pa的真空枪。
7.根据权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，加速电压为60kV。
8.根据权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述穿透焊接的电子束流在18.0-22.0mA之间。
9.根据权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，聚焦电流在444-489mA之间。
10.根据权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，焊接速度为10.8rpm或0.90m/Min。
11.根据权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述定位焊接和穿透焊接的起点和终点位于在以后的加工工序中进行机加工的位置。
12.根据权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述圆柱形工件插在片状工件的通孔内，在焊接前的圆柱形工件的尺寸为标称尺寸加上预留收缩余量。
13.根据权利要求12所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述圆柱形工件标称尺寸为14～20mm；预留收缩余量为0.05mm～0.25mm。
14.根据权利要求12所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述圆柱形工件标称尺寸为16mm；预留收缩余量为0.15mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008101765310A CN101402154B (zh) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | 电子束焊接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008101765310A CN101402154B (zh) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | 电子束焊接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101402154A CN101402154A (zh) | 2009-04-08 |
| CN101402154B true CN101402154B (zh) | 2011-01-19 |
Family
ID=40536392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008101765310A Active CN101402154B (zh) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | 电子束焊接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101402154B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103028833A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-04-10 | 江苏安德信超导加速器科技有限公司 | 一种束流位置监测器的焊接工艺 |
| CN104668764A (zh) * | 2013-11-28 | 2015-06-03 | 中国航空工业集团公司航空动力控制系统研究所 | 一种柔性薄壁膜盘组件真空电子束焊接方法 |
| CN104690409B (zh) * | 2013-12-10 | 2017-09-29 | 上海新力动力设备研究所 | 纯铌低温真空压力容器的焊接方法 |
| CN105149763B (zh) * | 2015-10-19 | 2017-04-12 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 汽轮机隔板高压电子束焊接方法 |
| CN107442921B (zh) * | 2017-08-31 | 2019-11-15 | 北京航星机器制造有限公司 | 一种异种铝合金材料的电子束焊接方法 |
| CN109807450A (zh) * | 2017-11-18 | 2019-05-28 | 汉捷机械部件（常州）有限公司 | 一种涡轮轴电子束焊二等分对角焊接方法 |
| CN109048026A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-12-21 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种铸造铝合金双同心环焊缝的电子束焊接方法 |
| CN109365980B (zh) * | 2018-12-10 | 2023-05-26 | 淮南新能源研究中心 | 一种应用于核聚变装置中真空电子束焊接方法及真空室 |
| CN111375880A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-07 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种转子类零件的电子束焊方法 |
| CN112091398B (zh) * | 2020-08-24 | 2021-11-09 | 辽宁蓝煜新材料有限公司 | 一种高压开关支架的制备方法 |
-
2008
- 2008-11-17 CN CN2008101765310A patent/CN101402154B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101402154A (zh) | 2009-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101402154B (zh) | 电子束焊接方法 | |
| CN104439676B (zh) | Clf-1钢厚板电子束焊接工艺 | |
| CN101648315B (zh) | 一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法 | |
| CN110773872A (zh) | 一种涡轮叶片热障涂层飞秒激光精准化去除方法 | |
| CN108057952A (zh) | 一种大长径比薄壁零件的电子束焊方法 | |
| CN103785939A (zh) | 一种铝合金真空电子束焊接方法 | |
| CN113458087A (zh) | 一种激光清洗极片的方法 | |
| CN104874985A (zh) | 高温合金多孔精密喷注器的制造方法 | |
| CN111687567A (zh) | 一种精密零部件的焊接工艺 | |
| CN113118631B (zh) | 一种基于激光冲击实现厚涂层去除和基体表面改形改性的方法 | |
| CN105772927A (zh) | 一种afa3g燃料组件上管座电子束焊接方法 | |
| WO2023134124A1 (zh) | 一种轻质合金与纤维增强复合材料异质接头及制备方法 | |
| CN103521868A (zh) | 防止锡铅焊膏浸润天线驻波面的微波天线部件焊接工艺 | |
| CN105290575A (zh) | 一种钛合金材料与CVDNb的电子束焊接方法 | |
| CN104708181A (zh) | 一种铝合金空心圆环件的焊接方法 | |
| CN110277246A (zh) | 一种用激光照蚀制备电解电容器用多孔铝箔及方法 | |
| CN103170722A (zh) | 一种薄壁铌材料构件环缝的几净形电子束焊接方法 | |
| CN104907684A (zh) | 一种管壳式换热器中管子与封板的电子束焊接方法 | |
| CN112475553A (zh) | 一种提高钛合金材料焊接性能的表面处理方法 | |
| CN104480418A (zh) | 光伏焊带的镀锡处理方法及其装置 | |
| CN108608115B (zh) | 一种增大焊接熔深和改善焊缝成形的激光焊接方法 | |
| CN101789652A (zh) | 转子线圈加工方法及由此方法制造的带磁铁转子 | |
| CN106077859A (zh) | 去除金属工件毛刺的方法及装置 | |
| CN106624278B (zh) | 一种变壁厚铝材焊接方法 | |
| CN108857033A (zh) | 一种1Cr18Ni9Ti、TA2航天通类组件的电子束单面焊双面成型工艺方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |