CN102107326A - 一种平面环形焊缝电子束对中工艺方法 - Google Patents
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Abstract
一种平面环形焊缝电子束对中工艺方法：在平面坐标系X轴和Y轴两轴联动的基础上，实现平面环形焊缝轨迹的电子束焊接。本发明简化了常规的复杂的对中方式，实现了平面环形焊缝的快速精确对中，提高生产效率300％，并有效提高了焊缝质量，同时还减少了电子枪灯丝损耗，降低了对操作者工作经验的要求程度。采用该工艺方案实现平面环形焊缝的电子束快速精确对中焊接属国内首次，除用于航空发动机的各类平面环形焊缝零组件电子束焊接生产外，还可应用到燃气轮机和其它同类结构的各种零组件电子束焊接生产中。其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
Description
技术领域
本发明涉及通用电子束焊技术，特别提供了一种平面环形焊缝电子束对中工艺方法。
背景技术
采用电子束焊的各种平面环形焊缝(以航空发动机齿轮为典型代表)具有高强度、小变形、窄热影响区、焊缝成形好、简化工艺等优点。对于通用电子束焊设备来说，实现平面环形焊缝电子束焊接的主要途径有两种：一种是使用专用夹具，使零件以待焊环缝的圆心为轴旋转来实现，但由于设备配置限制，一般只能单工位装夹焊接，成为小直径大批量零组件生产的周期和成本“瓶颈”，倘若选配多工位焊接机构，则需投入数百万元的设计、制造和材料费；另外一种是，利用通用电子束焊设备的工作台进行两轴(平面坐标系中的X轴和Y轴)联动，实现平面轨迹圆焊接，每次可焊数件至数十件，大大提高了生产效率，成为平面环形焊缝焊接的新方案。但此方案存在焊缝对中(即电子束流对准焊缝)困难、操作过程复杂、操作者需具备一定的工作经验、设备消耗大、占机时间长等缺点。
人们渴望获得一种技术效果更好的平面环形焊缝电子束对中工艺方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种技术效果更好的平面环形焊缝电子束对中工艺方法。
本发明一种平面环形焊缝电子束对中工艺方法，其特征在于：在平面坐标系X轴和Y轴两轴联动的基础上，实现平面环形焊缝轨迹的电子束快速精确对中。
本发明所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法，其特征在于：所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法中，使用通用电子束焊设备进行焊缝对中的具体操作要求是：
首先，将A点设置为参考坐标原点(0，0)；
沿平行于Y轴方向移动工作台，并采用0.1mA电子束流快速定位方法，确定电子束斑点在待焊轨迹的位置B点；
记录线段BA距离值y，此时B点的坐标值为(0，y)；
计算出y/2值，沿平行于Y轴方向回移工作台，使电子束斑点到达线段BA中点C，此时C点的坐标值为(0，y/2)；
通过点C沿X轴方向移动工作台，再次采用0.1mA电子束流快速定位方法，确定电子束斑点在待焊轨迹的位置D点，此时D点的坐标值为(x，y/2)；
将D点设为编程坐标原点(0，0)，D点就是焊接程序的起始点。
本发明所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法，还要求保护下述优选内容：
所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法中，在确定待焊平面环形焊缝轨迹位置之后，使用通用电子束焊设备，将电子束流设定为0.1mA，在1～3秒钟内快速下束流，确定电子束斑点相对于待焊轨迹的位置。
所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法依次有下述较为完整的步骤：
1)校准：利用靶块，确认电子束流与通用电子束焊接设备观察系统刻度尺中心线的相对位置；
2)预定位：利用通用电子束焊接设备的观察系统，观察并确定待焊平面环形焊缝轨迹位置；
3)下束流：将电子束流设定为0.1mA，在1～3秒钟内快速下束流，确定电子束斑点相对于待焊轨迹的位置；
4)终定位：根据刻度尺测量值，移动工作台，将电子束流定位于待焊轨迹上的任一点A；
5)焊缝对中(具体内容同上所述)；
6)在线扫描：设定程序中电子束流为0.1mA，运行已编制的焊接程序，在线扫描待焊轨迹，确认焊缝对中的精确程度；
7)电子束焊接：确认焊缝对中符合要求后，根据工艺文件要求运行程序，完成待焊轨迹的焊接。
本发明的优点：
本发明重点针对通用电子束焊设备工作台两轴联动方案中的平面环形焊缝电子束对中方法提出了一种新的工艺方法，简化了常规的复杂的对中方式，实现了平面环形焊缝的快速精确对中，提高生产效率300％，并有效提高了焊缝质量，同时还减少了电子枪灯丝损耗，降低了对操作者工作经验的要求程度。
采用该工艺方案实现平面环形焊缝的电子束快速精确对中焊接属国内首次，除用于航空发动机的各类平面环形焊缝零组件电子束焊接生产外，还可应用到燃气轮机和其它同类结构的各种零组件电子束焊接生产中。
采用该方案进行电子束焊接生产的零组件，以航空发动机齿轮类零组件为主，每年能够焊接数十种，实验验证均已通过发动机试车考核，并已大量地装配在各型号航空发动机上。目前该方案已被成熟地应用在各型号同类结构的零组件电子束焊接生产中，实践证明，该工艺方案是稳定可靠的。其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为焊缝对中原理图。
具体实施方式
实施例1
一种平面环形焊缝电子束对中工艺方法：在平面坐标系X轴和Y轴两轴联动的基础上，实现平面环形焊缝轨迹的电子束快速精确对中。
所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法中，在确定待焊平面环形焊缝轨迹位置之后，使用通用电子束焊设备，将电子束流设定为0.1mA，在1～3秒钟内快速下束流，确定电子束斑点相对于待焊轨迹的位置。
使用通用电子束焊设备进行焊缝对中的具体操作要求依次是：
1)校准：利用靶块，确认电子束流与通用电子束焊接设备观察系统刻度尺中心线的相对位置；
2)预定位：利用通用电子束焊接设备的观察系统，观察并确定待焊平面环形焊缝轨迹位置；
3)下束流：将电子束流设定为0.1mA，在1～3秒钟内快速下束流，确定电子束斑点相对于待焊轨迹的位置；
4)终定位：根据刻度尺测量值，移动工作台，将电子束流定位于待焊轨迹上的任一点A；
5)焊缝对中；具体内容如下所述：
首先，将A点设置为参考坐标原点(0，0)；
沿平行于Y轴方向移动工作台，并采用0.1mA电子束流快速定位方法，确定电子束斑点在待焊轨迹的位置B点；
记录线段BA距离值y，此时B点的坐标值为(0，y)；
计算出y/2值，沿平行于Y轴方向回移工作台，使电子束斑点到达线段BA中点C，此时C点的坐标值为(0，y/2)；
通过点C沿X轴方向移动工作台，再次采用0.1mA电子束流快速定位方法，确定电子束斑点在待焊轨迹的位置D点，此时D点的坐标值为(x，y/2)；
将D点设为编程坐标原点(0，0)，D点就是焊接程序的起始点。
6)在线扫描：设定程序中电子束流为0.1mA，运行已编制的焊接程序，在线扫描待焊轨迹，确认焊缝对中的精确程度；
7)电子束焊接：确认焊缝对中符合要求后，根据工艺文件要求运行程序，完成待焊轨迹的焊接。
实施例2
本实施例与实施例1内容基本相同，其不同之处主要在于：
本实施例所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法中，使用通用电子束焊设备进行焊缝对中的操作要求中，采用现有技术中的其他校准、预定位、下束流、终定位的具体要求，并最终完成电子束焊接。
但是，焊缝对中的具体内容按照实施例1进行。
Claims (4)
1.一种平面环形焊缝电子束对中工艺方法，其特征在于：在平面坐标系X轴和Y轴两轴联动的基础上，实现平面环形焊缝轨迹的电子束快速精确对中。
2.按照权利要求1所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法，其特征在于：所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法中，使用通用电子束焊设备进行焊缝对中的具体操作要求是：
首先，将A点设置为参考坐标原点(0，0)；
沿平行于Y轴方向移动工作台，并采用0.1mA电子束流快速定位方法，确定电子束斑点在待焊轨迹的位置B点；
记录线段BA距离值y，此时B点的坐标值为(0，y)；
计算出y/2值，沿平行于Y轴方向回移工作台，使电子束斑点到达线段BA中点C，此时C点的坐标值为(0，y/2)；
通过点C沿X轴方向移动工作台，再次采用0.1mA电子束流快速定位方法，确定电子束斑点在待焊轨迹的位置D点，此时D点的坐标值为(x，y/2)；
将D点设为编程坐标原点(0，0)，D点就是焊接程序的起始点。
3.按照权利要求2所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法，其特征在于：所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法中，在确定待焊平面环形焊缝轨迹位置之后，使用通用电子束焊设备，将电子束流设定为0.1mA，在1～3秒钟内快速下束流，确定电子束斑点相对于待焊轨迹的位置。
4.按照权利要求2或3所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法，其特征在于：所述平面环形焊缝电子束对中工艺方法依次包含有下述步骤：
1)校准：利用靶块，确认电子束流与通用电子束焊接设备观察系统刻度尺中心线的相对位置；
2)预定位：利用通用电子束焊接设备的观察系统，观察并确定待焊平面环形焊缝轨迹位置；
3)下束流：将电子束流设定为0.1mA，在1～3秒钟内快速下束流，确定电子束斑点相对于待焊轨迹的位置；
4)终定位：根据刻度尺测量值，移动工作台，将电子束流定位于待焊轨迹上的任一点A；
5)焊缝对中；
6)在线扫描：设定程序中电子束流为0.1mA，运行已编制的焊接程序，在线扫描待焊轨迹，确认焊缝对中的精确程度；
7)电子束焊接：确认焊缝对中符合要求后，根据工艺文件要求运行程序，完成待焊轨迹的焊接。
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