CN106513972A - 一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法 - Google Patents

一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法 Download PDF

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Abstract

一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，刷式封严环组件结构及焊接中，采用真空电子束焊接方法，对焊缝进行清理，减少焊接过程中产生的缺陷，确定了刷式封严环组件的焊接工艺路线：焊前超声波清洗、烘干、真空电子束焊、焊后检查、真空热处理；刷式封严环组件的真空电子束焊接工艺参数：通过多次小线能量的电子束焊接，保证了焊接接头的宽度和深度，使得刷丝和背板能充分熔合，同时减少了焊接产生的变形。本发明的优点：过程稳定可控，焊接参数可以精确调整，焊接重复性好；焊缝一致性好，接头强度高，刷丝熔合充分，和背板结合强度高；焊接过程简单，适合批量生产。

Description

一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接领域，特别涉及了一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法。
背景技术
刷式封严环组件常用联接技术：
1)氩弧焊联接技术由于氩弧焊焊接热输入较大，焊接变形严重，同时熔合深度较浅，接头缺陷较多，刷丝容易断裂，密封效果差，组件合格率低。
2)机械联接技术通过背板的特殊设计结构保证刷丝的紧密固定，此技术由于对刷丝排列要求较高，同时刷丝固定处需大角度弯曲，容易断裂，工艺性较差，现阶段工厂生产很难满足小批量生产要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决一般方法中刷丝与背板联接强度低、组件焊接变形大的问题，特提供了一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法。
本发明提供了一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，其特征在于：所述的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，刷式封严环组件结构及焊接中，焊接接头要求：宽度在4.0～4.5mm之间，熔深在3.2～3.8mm之间，同时焊接接头平整，刷丝无未熔合、断裂的现象；
采用真空电子束焊接方法，对焊缝进行清理，减少焊接过程中产生的缺陷，确定了刷式封严环组件的焊接工艺路线：焊前超声波清洗——烘干——真空电子束焊——焊后检查——真空热处理；
组件的焊前准备：刷丝和背板、刷丝和刷丝之间排列紧密，很难通过常规清理手段将组件清理干净，通过对组件的超声波清洗，减少焊缝中的油污、氧化物、粉尘杂质，清洗完进行烘干，保证了焊接接头的质量；
刷式封严环组件的真空电子束焊接工艺参数：通过多次小线能量的电子束焊接，保证了焊接接头的宽度和深度，使得刷丝和背板能充分熔合，同时减少了焊接产生的变形；
专用真空电子束焊接工装，在焊接的过程中，保持对背板的压力，焊接完成后，连带焊接工装一起进行真空热处理，在消除焊接应力的同时，显著减少焊接引起的变形。
焊接接头的超声波检测：焊后采用超声波检测焊接接头，主要检查接头内部的气孔、裂纹的焊接缺陷。
所述的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，采用：
1)焊前超声波清洗：在焊接前，组件采用超声波清洗，清洗时间1.5～2小时；
2)烘干：清洗完成后，在烘干炉中110～120℃进行烘干，时间1～1.5小时，将刷丝间隙中剩余清洗液烘干；
3)真空电子束焊：由于刷丝的特殊结构，电子束焊接过程中要严格控制电子束焊接的熔深和冷却时间；焊接熔深过大、冷却速度过快，容易造成刷丝的断裂，同时焊缝表面容易产生塌陷，对后续的加工不利；电子束焊接过程中，采用多次焊接、逐渐增加焊接电流，逐渐增加熔深的工艺方法，延长零件的冷却时间，避免焊接过程中产生焊接缺陷；
真空电子束焊接时采用高压150kV、聚焦1928mA、三角波、扫描频率200Hz、幅值2.5mm、焊接速度10mm/s、焊接束流2.0～4.0mA逐渐增大；修饰焊时，聚焦电流增加到1968mA、扫描幅值增加到3.2mm，焊接束流为2.2mA；
具体工艺参数见表1，焊接熔深测量见图2，焊接次数与熔深H关系见表2，最终熔深控制的3.4～3.6mm。
由于背板间距较大，一般为2.5～3.0mm，焊接过程中要求严格控制焊缝的宽度，防止出现刷丝未熔合的现象，因此焊接过程应提高电子束的扫描幅值，适当加大焊缝的宽度。
表1刷式封严环真空电子束焊接工艺参数
表2焊接次数与熔深H关系
4)焊后检查
刷式封严环电子束焊接完成后，主要采用目视检查。目视检查主要检查焊缝表面质量，要求符合相关的标准要求。
5)真空热处理
焊后检查合格的零件连同焊接工装一同进行真空热处理。
本发明的优点：
本发明刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，真空电子束焊接过程稳定可控，焊接参数可以精确调整，焊接重复性好；真空环境下焊接，接头缺陷少、质量高，焊缝一致性好；接头强度高，刷丝熔合充分，和背板结合强度高；焊接过程简单，适合批量生产。
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为刷式封严环组件结构及焊接工装示意图；
图2为焊接次数与熔深H关系示意图；
图中，1为刷丝，2为背板I，3为背板II，4为短螺钉，5为长螺钉，6为工装。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，其特征在于：所述的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，刷式封严环组件结构及焊接中，焊接接头要求：宽度在4.0～4.5mm之间，熔深在3.2～3.8mm之间，同时焊接接头平整，刷丝无未熔合、断裂的现象；
采用真空电子束焊接方法，对焊缝进行清理，减少焊接过程中产生的缺陷，确定了刷式封严环组件的焊接工艺路线：焊前超声波清洗——烘干——真空电子束焊——焊后检查——真空热处理；
组件的焊前准备：刷丝和背板、刷丝和刷丝之间排列紧密，很难通过常规清理手段将组件清理干净，通过对组件的超声波清洗，减少焊缝中的油污、氧化物、粉尘杂质，清洗完进行烘干，保证了焊接接头的质量；
刷式封严环组件的真空电子束焊接工艺参数：通过多次小线能量的电子束焊接，保证了焊接接头的宽度和深度，使得刷丝和背板能充分熔合，同时减少了焊接产生的变形；
专用真空电子束焊接工装，在焊接的过程中，保持对背板的压力，焊接完成后，连带焊接工装一起进行真空热处理，在消除焊接应力的同时，显著减少焊接引起的变形。
焊接接头的超声波检测：焊后采用超声波检测焊接接头，主要检查接头内部的气孔、裂纹的焊接缺陷。
所述的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，采用：
1)焊前超声波清洗：在焊接前，组件采用超声波清洗，清洗时间1.5小时；
2)烘干：清洗完成后，在烘干炉中110℃进行烘干，时间1小时，将刷丝间隙中剩余清洗液烘干；
3)真空电子束焊：由于刷丝的特殊结构，电子束焊接过程中要严格控制电子束焊接的熔深和冷却时间；焊接熔深过大、冷却速度过快，容易造成刷丝的断裂，同时焊缝表面容易产生塌陷，对后续的加工不利；电子束焊接过程中，采用多次焊接、逐渐增加焊接电流，逐渐增加熔深的工艺方法，延长零件的冷却时间，避免焊接过程中产生焊接缺陷；
真空电子束焊接时采用高压150kV、聚焦1928mA、三角波、扫描频率200Hz、幅值2.5mm、焊接速度10mm/s、焊接束流2.0～4.0mA逐渐增大；修饰焊时，聚焦电流增加到1968mA、扫描幅值增加到3.2mm，焊接束流为2.2mA；
具体工艺参数见表1，焊接熔深测量见图2，焊接次数与熔深H关系见表2，最终熔深控制的3.4～3.6mm。
由于背板间距较大，一般为2.5～3.0mm，焊接过程中要求严格控制焊缝的宽度，防止出现刷丝未熔合的现象，因此焊接过程应提高电子束的扫描幅值，适当加大焊缝的宽度。
表1刷式封严环真空电子束焊接工艺参数
表2焊接次数与熔深H关系
4)焊后检查
刷式封严环电子束焊接完成后，主要采用目视检查。目视检查主要检查焊缝表面质量，要求符合相关的标准要求。
5)真空热处理
焊后检查合格的零件连同焊接工装一同进行真空热处理。
实施例2
本实施例提供了一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，其特征在于：所述的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，刷式封严环组件结构及焊接中，焊接接头要求：宽度在4.0～4.5mm之间，熔深在3.2～3.8mm之间，同时焊接接头平整，刷丝无未熔合、断裂的现象；
采用真空电子束焊接方法，对焊缝进行清理，减少焊接过程中产生的缺陷，确定了刷式封严环组件的焊接工艺路线：焊前超声波清洗——烘干——真空电子束焊——焊后检查——真空热处理；
组件的焊前准备：刷丝和背板、刷丝和刷丝之间排列紧密，很难通过常规清理手段将组件清理干净，通过对组件的超声波清洗，减少焊缝中的油污、氧化物、粉尘杂质，清洗完进行烘干，保证了焊接接头的质量；
刷式封严环组件的真空电子束焊接工艺参数：通过多次小线能量的电子束焊接，保证了焊接接头的宽度和深度，使得刷丝和背板能充分熔合，同时减少了焊接产生的变形；
专用真空电子束焊接工装，在焊接的过程中，保持对背板的压力，焊接完成后，连带焊接工装一起进行真空热处理，在消除焊接应力的同时，显著减少焊接引起的变形。
焊接接头的超声波检测：焊后采用超声波检测焊接接头，主要检查接头内部的气孔、裂纹的焊接缺陷。
所述的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，采用：
1)焊前超声波清洗：在焊接前，组件采用超声波清洗，清洗时间1.5小时；
2)烘干：清洗完成后，在烘干炉中115℃进行烘干，时间1.2小时，将刷丝间隙中剩余清洗液烘干；
3)真空电子束焊：由于刷丝的特殊结构，电子束焊接过程中要严格控制电子束焊接的熔深和冷却时间；焊接熔深过大、冷却速度过快，容易造成刷丝的断裂，同时焊缝表面容易产生塌陷，对后续的加工不利；电子束焊接过程中，采用多次焊接、逐渐增加焊接电流，逐渐增加熔深的工艺方法，延长零件的冷却时间，避免焊接过程中产生焊接缺陷；
真空电子束焊接时采用高压150kV、聚焦1928mA、三角波、扫描频率200Hz、幅值2.5mm、焊接速度10mm/s、焊接束流2.0～4.0mA逐渐增大；修饰焊时，聚焦电流增加到1968mA、扫描幅值增加到3.2mm，焊接束流为2.2mA；
具体工艺参数见表1，焊接熔深测量见图2，焊接次数与熔深H关系见表2，最终熔深控制的3.4～3.6mm。
由于背板间距较大，一般为2.5～3.0mm，焊接过程中要求严格控制焊缝的宽度，防止出现刷丝未熔合的现象，因此焊接过程应提高电子束的扫描幅值，适当加大焊缝的宽度。
表1刷式封严环真空电子束焊接工艺参数
表2焊接次数与熔深H关系
4)焊后检查
刷式封严环电子束焊接完成后，主要采用目视检查。目视检查主要检查焊缝表面质量，要求符合相关的标准要求。
5)真空热处理
焊后检查合格的零件连同焊接工装一同进行真空热处理。
实施例3
本实施例提供了一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，其特征在于：所述的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，刷式封严环组件结构及焊接中，焊接接头要求：宽度在4.0～4.5mm之间，熔深在3.2～3.8mm之间，同时焊接接头平整，刷丝无未熔合、断裂的现象；
采用真空电子束焊接方法，对焊缝进行清理，减少焊接过程中产生的缺陷，确定了刷式封严环组件的焊接工艺路线：焊前超声波清洗——烘干——真空电子束焊——焊后检查——真空热处理；
组件的焊前准备：刷丝和背板、刷丝和刷丝之间排列紧密，很难通过常规清理手段将组件清理干净，通过对组件的超声波清洗，减少焊缝中的油污、氧化物、粉尘杂质，清洗完进行烘干，保证了焊接接头的质量；
刷式封严环组件的真空电子束焊接工艺参数：通过多次小线能量的电子束焊接，保证了焊接接头的宽度和深度，使得刷丝和背板能充分熔合，同时减少了焊接产生的变形；
专用真空电子束焊接工装，在焊接的过程中，保持对背板的压力，焊接完成后，连带焊接工装一起进行真空热处理，在消除焊接应力的同时，显著减少焊接引起的变形。
焊接接头的超声波检测：焊后采用超声波检测焊接接头，主要检查接头内部的气孔、裂纹的焊接缺陷。
所述的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，采用：
1)焊前超声波清洗：在焊接前，组件采用超声波清洗，清洗时间2小时；
2)烘干：清洗完成后，在烘干炉中120℃进行烘干，时间1.5小时，将刷丝间隙中剩余清洗液烘干；
3)真空电子束焊：由于刷丝的特殊结构，电子束焊接过程中要严格控制电子束焊接的熔深和冷却时间；焊接熔深过大、冷却速度过快，容易造成刷丝的断裂，同时焊缝表面容易产生塌陷，对后续的加工不利；电子束焊接过程中，采用多次焊接、逐渐增加焊接电流，逐渐增加熔深的工艺方法，延长零件的冷却时间，避免焊接过程中产生焊接缺陷；
真空电子束焊接时采用高压150kV、聚焦1928mA、三角波、扫描频率200Hz、幅值2.5mm、焊接速度10mm/s、焊接束流2.0～4.0mA逐渐增大；修饰焊时，聚焦电流增加到1968mA、扫描幅值增加到3.2mm，焊接束流为2.2mA；
具体工艺参数见表1，焊接熔深测量见图2，焊接次数与熔深H关系见表2，最终熔深控制的3.4～3.6mm。
由于背板间距较大，一般为2.5～3.0mm，焊接过程中要求严格控制焊缝的宽度，防止出现刷丝未熔合的现象，因此焊接过程应提高电子束的扫描幅值，适当加大焊缝的宽度。
表1刷式封严环真空电子束焊接工艺参数
表2焊接次数与熔深H关系
4)焊后检查
刷式封严环电子束焊接完成后，主要采用目视检查。目视检查主要检查焊缝表面质量，要求符合相关的标准要求。
5)真空热处理
焊后检查合格的零件连同焊接工装一同进行真空热处理。

Claims (2)

1.一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，其特征在于：所述的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，刷式封严环组件结构及焊接中，焊接接头要求：宽度在4.0～4.5mm之间，熔深在3.2～3.8mm之间，同时焊接接头平整，刷丝无未熔合、断裂的现象；
采用真空电子束焊接方法，对焊缝进行清理，减少焊接过程中产生的缺陷，确定了刷式封严环组件的焊接工艺路线：焊前超声波清洗——烘干——真空电子束焊——焊后检查——真空热处理；
组件的焊前准备：刷丝和背板、刷丝和刷丝之间排列紧密，很难通过常规清理手段将组件清理干净，通过对组件的超声波清洗，减少焊缝中的油污、氧化物、粉尘杂质，清洗完进行烘干，保证了焊接接头的质量；
刷式封严环组件的真空电子束焊接工艺参数：通过多次小线能量的电子束焊接，保证了焊接接头的宽度和深度，使得刷丝和背板能充分熔合，同时减少了焊接产生的变形；
专用真空电子束焊接工装，在焊接的过程中，保持对背板的压力，焊接完成后，连带焊接工装一起进行真空热处理，在消除焊接应力的同时，显著减少焊接引起的变形；焊接接头的超声波检测：焊后采用超声波检测焊接接头，主要检查接头内部的气孔、裂纹的焊接缺陷。
2.按照权利要求1所述的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，其特征在于：所述的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，采用：
1)焊前超声波清洗：在焊接前，组件采用超声波清洗，清洗时间1.5～2小时；
2)烘干：清洗完成后，在烘干炉中110～120℃进行烘干，时间1～1.5小时，将刷丝间隙中剩余清洗液烘干；
3)真空电子束焊：由于刷丝的特殊结构，电子束焊接过程中要严格控制电子束焊接的熔深和冷却时间；焊接熔深过大、冷却速度过快，容易造成刷丝的断裂，同时焊缝表面容易产生塌陷，对后续的加工不利；电子束焊接过程中，采用多次焊接、逐渐增加焊接电流，逐渐增加熔深的工艺方法，延长零件的冷却时间，避免焊接过程中产生焊接缺陷；
真空电子束焊接时采用高压150kV、聚焦1928mA、三角波、扫描频率200Hz、幅值2.5mm、焊接速度10mm/s、焊接束流2.0～4.0mA逐渐增大；修饰焊时，聚焦电流增加到1968mA、扫描幅值增加到3.2mm，焊接束流为2.2mA；
4)焊后检查：刷式封严环电子束焊接完成后，采用目视检查。目视检查主要检查焊缝表面质量，要求符合相关的标准要求。
5)真空热处理：焊后检查合格的零件连同焊接工装一同进行真空热处理。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170322

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