CN104289806A - 一种薄壁铝合金电子束焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种薄壁铝合金电子束焊接方法，包括以下步骤：1)清理铝合金待焊工件；2)采用冲样的方法，将待焊零件在焊接处固定；3)调整电子束聚焦距离，使焦点位于焊接平面以下；4)针对同一道焊缝，依次采用手工点焊、编程焊接以及修饰焊接，将铝合金焊接成型；5)电子束焊接工作完成，取出焊接工件。本发明的优点在于：1)采用冲样的方法，固定待焊工件，不再单独使用焊接夹具；2)利用电子束的穿透能力，调整工件和电子枪的距离，实现电子束焦点位于待焊工件表面以下，从而避免电子束焦点和铝合金表面物质反应，生成气孔和夹杂；3)一道焊缝，采用三次焊接成型，避免了常规电子束焊接一次成型，热数量过大，造成工件变形。

Description

一种薄壁铝合金电子束焊接方法
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，特别涉及一种电子束焊接方法。
背景技术
电子束焊接技术具有能量密度高，熔深大，焊缝窄，焊接热影响区小等诸多优点，目前已经在航空航天领域、武器装备制造领域以及电子工业等领域有着广泛的应用。尽管相对于常规的熔焊方法，电子束焊接技术可以极大地减小残余变形，但是，对于壁厚在2mm以下的薄壁铝合金材料，焊接变形仍是限制其应用的最大障碍。此外，由于铝合金化学性活泼，电子束焊接过程中易于和自身表面的氧化物发生反应，生成气孔和夹杂等缺陷。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题在于针对现有技术存在的不足，提供一种薄壁铝合金电子束焊接方法，能够实现薄壁铝合金精密、无变形焊接，并且消除焊缝内部的气孔、夹杂，获得外形均匀美观的电子束焊缝。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种薄壁铝合金电子束焊接方法方法，包括以下步骤：
1)清理铝合金待焊工件；
2)采用冲样的方法，将待焊零件在焊接处固定；
3)调整电子束聚焦距离，使焦点位于焊接平面以下；
4)针对同一道焊缝，依次采用点焊、编程焊接以及修饰焊接，将铝合金焊接成型：
首先采用手工点焊，将待焊零件固定；再采用编程焊接方法，焊接工件，最后采用修饰焊接，修正焊缝外观，手工点焊的焊接工艺参数为：焊接电流，7-10mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，13-17mm/s；
编程焊接的工艺参数为：焊接电流，10-12mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，15-16mm/s；
修饰焊接的工艺参数为：焊接电流，13-16mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，14-16mm/s。
5)焊接完成取出待焊工件。
优化的，所述步骤1)中，采用分析纯级别的酒精和丙酮清洗待焊接工件的待焊接位置。
优化的，所述步骤2)中，采用冲样钉和冲样锤，在待焊接处进行冲样。
优化的，所述步骤3)中，聚焦电流(If，单位mA)和工作距离(S，单位mm)之间的关系满足：If＝-0.5S+582.5(145<S<165)，实现电子束在待焊零件表面以下聚焦。
本发明的优点在于：
1)采用冲样的方法，固定待焊工件，不再单独使用焊接夹具；
1)利用电子束的穿透能力，调整工件和电子枪的距离，实现电子束焦点位于待焊工件表面以下，从而避免电子束焦点和铝合金表面物质反应，生成气孔和夹杂。
2)一道焊缝，采用三次焊接成型，避免了常规电子束焊接一次成型，热数量过大，造成工件变形。
附图说明
图1为本发明中的焊接接头形式；
图2是本发明焊前装配冲样示意图；
图3是本发明电子束聚焦示意图；
图4是本发明中焊接工艺流程及参数。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
一种用于薄壁铝合金电子束焊接方法，包括以下步骤：
1)清理铝合金待焊工件：
采用酒精擦拭铝合金薄壁工件待焊接处3min；
采用丙酮擦拭铝合金薄壁工件待焊接处3min；
2)采用冲样的方法，将待焊零件在焊接处固定：
按照图1的方式装配待焊工件，相互焊接的其中一个焊接件一端开L型槽口，相互焊接的另一个焊接件的一端搭在所述L型槽口内，采用冲样钉和冲样锤，沿待焊接处进行冲样，冲样点位置的分布如图2所示。
3)调整电子束聚焦距离，使焦点位于焊接平面以下：
调整聚焦电流(If，单位mA)和工作距离(S，单位mm)，使之满足关系式：If＝-0.5S+582.5(145<S<165)，实现电子束在待焊零件表面以下0.5mm处聚焦，如图3所示。
4)针对同一道焊缝，依次采用点焊、编程焊接以及修饰焊接，将铝合金焊接成型：
图4中列出电子束焊接实施过程。
首先采用手工点焊的方式，将待焊的工件固定，手工点焊的参数为：焊接电流，7-10mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，13-17mm/s。。
其次采用编程焊接的方式，完成待焊工件的连接，编程焊接的参数为：焊接电流，10-12mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，15-16mm/s。
最后采用修饰焊接的方法，消除焊缝外观缺陷，修饰焊接的参数为：焊接电流，13-16mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，14-16mm/s。
5)电子束焊接工作完成，从真空室中取出焊接工件。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种薄壁铝合金电子束焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)清理铝合金待焊工件；
2)采用冲样的方法，将待焊零件在焊接处固定；
3)调整电子束聚焦距离，使焦点位于焊接平面以下；
4)针对同一道焊缝，依次采用手工点焊、编程焊接以及修饰焊接，将铝合金焊接成型：
首先采用手工点焊，将待焊零件固定；再采用编程焊接方法，焊接工件，最后采用修饰焊接，修正焊缝外观，手工点焊的焊接工艺参数为：焊接电流，7-10mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，13-17mm/s；
编程焊接的工艺参数为：焊接电流，10-12mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，15-16mm/s；
修饰焊接的工艺参数为：焊接电流，13-16mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，14-16mm/s。
5)电子束焊接工作完成，取出焊接工件。
2.根据权利要求1所述的薄壁铝合金电子束焊接方法，其特征在于：所述步骤1)中，采用分析纯级别的酒精和丙酮清洗待焊接工件的待焊接位置。
3.根据权利要求1所述的薄壁铝合金电子束焊接方法，其特征在于：相互焊接的其中一个焊接件一端开L型槽口，相互焊接的另一个焊接件的一端搭在所述L型槽口内。
4.根据权利要求1所述的薄壁铝合金电子束焊接方法，其特征在于：所述步骤2)中，采用冲样钉和冲样锤，在待焊接处进行冲样。
5.根据权利要求1所述的薄壁铝合金电子束焊接方法，其特征在于：所述步骤3)中，聚焦电流(If，单位mA)和工作距离(S，单位mm)之间的关系满足：If＝-0.5S+582.5(145<S<165)，实现电子束在待焊零件表面以下聚焦。
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