CN111037082B - 夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法 - Google Patents
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Abstract
夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,通过采用第一装夹工装装夹工件,使铜垫板与工件焊缝背面贴紧,进行电子束分段定位焊后,将工件与第一装夹工装拆卸,校正焊缝背面的铜垫板,使焊缝背面与铜垫板贴合紧密。使用第二装夹工装装夹工件进行正式焊接,第二装夹工装允许将工件铬青铜对接焊缝和铜垫板均焊透,焊后采用手工打磨的方式去除工件焊缝背面的铜垫板。本发明解决了铬青铜电子束焊缝背面极易产生的凹陷,同时明显减少了铬青铜电子束焊缝内部出现气孔的概率,使得工件X光检查一次合格率显著提高,减少了工件返修焊次数,降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种铬青铜真空电子束焊接的方法,尤其涉及一种夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,属于机械加工领域。
背景技术
环形工件铬青铜对接接头直接电子束焊的焊缝背面易产生凹陷,使得焊缝部位有效壁厚减少,降低了焊缝部位的承载能力。同时,铬青铜电子束焊缝X光检查易产生气孔,极易超出电子束焊标准要求,导致经常需要进行电子束补焊,才能保证焊缝内部质量合格。返修焊降低了生产效率,提高了生产成本。
发明内容
本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,消除了夹层结构环形工件铬青铜对接接头电子束焊缝背面的凹陷,提高了焊缝有效厚度和承载能力,减少了夹层结构环形工件铬青铜对接电子束焊缝内部的气孔,减少了返修焊次数,提高了生产效率。
本发明的技术解决方案是:
夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,包括下列步骤:
(1)清理A工件和B工件铬青铜对接表面,保证铬青铜对接表面露出金属光泽,所述A工件和B工件均为钎焊而成的外壁为不锈钢、内壁为铬青铜的夹层结构环形件;
(2)将A工件和B工件采用定位片连接外壁的方式定位在一起,并将定位后的A工件和B工件装夹在第一装夹工装上,第一装夹工装上设置有铜垫板,放置到位后,A工件和B工件的铬青铜对接接头位于第一装夹工装上铜垫板的中心位置处;
将第一装夹工装固定至电子束焊机上,采用电子束焊的方式对A工件和B工件的铬青铜对接接头进行分段定位焊,焊接后保证焊缝焊透,铜垫板不焊透,同时铜垫板与焊缝良好连接;
(3)将定位焊完的A工件和B工件从第一装夹工装上拆卸下来,校正焊缝背面未采用电子束焊定位的铜垫板,使其与工件焊缝背面贴紧;使用打磨的方式去除A工件和B工件外壁上的定位片;
(4)使用第二装夹工装装夹A工件、B工件以及铜垫板,并固定至电子束焊机后,采用电子束焊的方式焊接A工件和B工件的铬青铜电子束焊缝,并保证焊缝和铜垫板均焊透;
(5)打磨焊缝背面的铜垫板,完成夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接。
所述步骤(1)中,A工件和B工件的铬青铜内壁壁厚为1mm~3mm,材料牌号为QCr0.8,焊缝直径为φ120mm~φ800mm。
所述步骤(1)中,A工件和B工件铬青铜对接表面采用刀片刮削的方式清理,露出金属光泽后,需在24h内进行焊接。
所述步骤(2)中,将A工件和B工件采用定位片连接外壁的方式通过手工氩弧焊方法定位在一起,相邻定位片之间的间距为150mm~200mm,A工件和B工件定位后的铬青铜对接接头焊缝背面的错位为0~0.1mm,间隙为0~0.1mm。
所述步骤(2)中,第一装夹工装包括铜垫板、铜螺钉、第一铜环、第一挡盘、第一螺母、第一定位盘、第一圆盘、第一螺钉、第一挡板、第一轴、第二螺母和第三螺母;
第一定位盘和第一圆盘均为空心柱状结构,且第一圆盘由一体化设计的小直径圆柱段和大直径圆柱段构成,第一铜环套在第一圆盘大直径圆柱段外侧,第一铜环和第一圆盘通过第一螺钉固定;第一定位盘套在第一圆盘小直径圆柱段外侧,第一定位盘和第一圆盘通过第一螺母固定;第一铜环型面上加工有环状槽,环状槽中放置有铜垫板;
第一轴穿过第一定位盘和第一圆盘;第一挡盘套在第一轴的一端,并通过第三螺母固定在第一轴上;第一挡板套在第一轴的另一端,并通过第二螺母固定在第一轴上;
定位后的A工件和B工件装夹在第一装夹工装上时,第一挡板用于支撑A工件和B工件中较大的工件,第一挡盘用于支撑A工件和B工件中较小的工件,A工件和B工件的铬青铜对接接头位于铜垫板的中心位置处,第一铜环、第一螺母、第一定位盘、第一圆盘和第一螺钉组合成的整体结构用于支撑A工件和B工件的铬青铜对接接头,同时铜螺钉穿过第一铜环,将铜垫板顶在A工件和B工件的铬青铜对接接头处。
所述步骤(2)中,铜螺钉穿过第一铜环,将铜垫板顶在A工件和B工件的铬青铜对接接头处,使铜垫板与铬青铜电子束焊缝背面的贴合间隙为0~0.1mm。
所述步骤(2)中,铜垫板材料与工件内壁材料一致,宽度为10mm~14mm,两层铜垫板重叠放置,每层厚度为1mm,采用手工氩弧焊加定位点的方式将两层铜垫板连接在一起。
所述步骤(3)中,校正焊缝背面未采用电子束焊定位的铜垫板时,用塞尺检查校正,校正后需保证铜垫板与焊缝背面贴合间隙为0~0.1mm。
所述步骤(4)中,第二装夹工装包括第二铜环、第二挡盘、第四螺母、第二定位盘、第二圆盘、第二螺钉、第二挡板、第二轴、第五螺母和第六螺母;
第二定位盘和第二圆盘均为空心柱状结构,且第二圆盘由一体化设计的小直径圆柱段和大直径圆柱段构成,第二铜环套在第二圆盘大直径圆柱段外侧,第二铜环和第二圆盘通过第二螺钉固定;第二定位盘套在第二圆盘小直径圆柱段外侧,第二定位盘和第二圆盘通过第四螺母固定;第二铜环型面上加工有环状槽;
第二轴穿过第二定位盘和第二圆盘;第二挡盘套在第二轴的一端,并通过第六螺母固定在第二轴上;第二挡板套在第二轴的另一端,并通过第五螺母固定在第二轴上;
定位焊后的A工件和B工件装夹在第二装夹工装上时,第二挡板用于支撑A工件和B工件中较大的工件,第二挡盘用于支撑A工件和B工件中较小的工件,第二铜环、第四螺母、第二定位盘、第二圆盘和第二螺钉组合成的整体结构用于支撑A工件和B工件的铬青铜对接接头,同时铜垫板位于第二铜环型面上的环状槽中。
第二铜环型面上的环状槽宽度大于铜垫板宽度,深度4mm~6mm,环状槽靠近A工件和B工件中较小的工件一侧边缘c与轴线平行、另一侧边缘d与轴线垂直,用于遮挡焊漏。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
(1)本发明设计了第一装夹工装和第二装夹工装,在夹层结构环形工件铬青铜对接接头背面装夹铜垫板,并在电子束焊接完成后打磨去除铜垫板,消除了夹层结构环形工件铬青铜对接接头电子束焊缝背面的凹陷,提高了焊缝有效厚度和承载能力。
(2)本发明首先采用第一装夹工装装夹产品,进行定位焊,将铜垫板定位焊在焊缝背面;其次采用第二装夹工装装夹产品,进行正式焊,保证焊缝背面的两层铜垫板均焊透,减少了焊缝内部的气孔,使得焊缝内部X光检查一次合格率由40%提高至80%,减少了返修焊次数,降低了生产成本。
附图说明
图1是采用第一装夹工装装夹工件的示意图;
图2是图1的局部放大图;
图3是采用第二装夹工装装夹工件的示意图;
图4是图3的局部放大图。
具体实施方式
本发明提出一种夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,包括下列步骤:
(1)采用刀片刮削的方式清理A工件和B工件铬青铜对接表面,保证铬青铜对接表面露出金属光泽,所述A工件和B工件均为钎焊而成的外壁为不锈钢、内壁为铬青铜的夹层结构环形件;A工件和B工件的铬青铜内壁壁厚为1mm~3mm,材料牌号为QCr0.8,焊缝直径为φ120mm~φ800mm。露出金属光泽后,需在24h内进行焊接。
(2)将A工件和B工件采用定位片连接外壁的方式通过手工氩弧焊方法定位在一起,并将定位后的A工件和B工件装夹在第一装夹工装上,第一装夹工装上设置有铜垫板,放置到位后,A工件和B工件的铬青铜对接接头位于第一装夹工装上铜垫板的中心位置处;相邻定位片之间的间距为150mm~200mm,A工件和B工件定位后的铬青铜对接接头焊缝背面的错位为0~0.1mm,间隙为0~0.1mm。
如图1和图2所示,第一装夹工装包括铜垫板3、铜螺钉4、第一铜环5、第一挡盘6、第一螺母7、第一定位盘8、第一圆盘9、第一螺钉10、第一挡板11、第一轴12、第二螺母13和第三螺母14;夹层结构环形工件包括A工件1、B工件2。
将定位后的A工件和B工件装夹在第一装夹工装上的过程如下:
第一定位盘8和第一圆盘9均为空心柱状结构,且第一圆盘9由一体化设计的小直径圆柱段和大直径圆柱段构成,第一铜环5套在第一圆盘9大直径圆柱段外侧,第一铜环5型面上加工有环状槽,环状槽中放置有铜垫板3,环状槽宽度与铜垫板宽度一致,第一铜环5和第一圆盘9通过第一螺钉10固定,固定好后从定位后的A工件和B工件大端放入,将第一定位盘8从定位后的A工件和B工件小端放入,且第一定位盘8套在第一圆盘9小直径圆柱段外侧,第一定位盘8和第一圆盘9通过第一螺母7固定;A工件和B工件的铬青铜对接接头位于铜垫板3的中心位置处,铜垫板材料与工件内壁材料一致,宽度为10mm~14mm,本发明两层铜垫板重叠放置,每层厚度为1mm,采用手工氩弧焊加定位点的方式将两层铜垫板连接在一起。
第一轴12穿过第一定位盘8和第一圆盘9;第一挡盘6套在第一轴12的一端,并通过第三螺母14固定在第一轴12上,用于支撑定位后的A工件和B工件小端;第一挡板11套在第一轴12的另一端,并通过第二螺母13固定在第一轴12上,用于支撑定位后的A工件和B工件大端。
第一铜环5型面上的环状槽靠近A工件和B工件小端一侧的边缘a与轴线平行、另一侧边缘b与轴线垂直,环状槽中心加工有15个~30个沿环状槽周向均布的M5的螺纹孔,M5×20mm的铜螺钉4沿上述螺纹孔穿过第一铜环5,将铜垫板3顶在A工件和B工件的铬青铜对接接头处,使铜垫板与铬青铜电子束焊缝背面的贴合间隙为0~0.1mm。
将第一装夹工装固定至电子束焊机上,采用电子束焊的方式对A工件和B工件的铬青铜对接接头进行分段定位焊,焊接后保证焊缝焊透,铜垫板不焊透,同时铜垫板与焊缝良好连接。
(3)将定位焊完的A工件和B工件从第一装夹工装上拆卸下来,校正焊缝背面未采用电子束焊定位的铜垫板,使其与工件焊缝背面贴紧;使用打磨的方式去除A工件和B工件外壁上的定位片。
校正焊缝背面未采用电子束焊定位的铜垫板时,用塞尺检查校正,校正后需保证铜垫板与焊缝背面贴合间隙为0~0.1mm。
(4)使用第二装夹工装装夹工件A、工件B以及铜垫板,并固定至电子束焊机后,采用电子束焊的方式焊接A工件和B工件的铬青铜电子束焊缝,并保证焊缝和铜垫板均焊透。
如图3和图4所示,第二装夹工装包括第二铜环25、第二挡盘26、第四螺母27、第二定位盘28、第二圆盘29、第二螺钉20、第二挡板21、第二轴22、第五螺母23和第六螺母24;夹层结构环形工件包括A工件1、B工件2。
将定位焊后的A工件和B工件装夹在第二装夹工装上的过程如下:
第二定位盘28和第二圆盘29均为空心柱状结构,且第二圆盘29由一体化设计的小直径圆柱段和大直径圆柱段构成,第二铜环25套在第二圆盘29大直径圆柱段外侧,第二铜环25型面上加工有环状槽,第二铜环25和第二圆盘29通过第二螺钉20固定,固定好后从定位焊后的A工件和B工件大端放入,铜垫板3位于第二铜环25型面上的环状槽中。第二定位盘28从定位焊后的A工件和B工件小端放入,第二定位盘28套在第二圆盘29小直径圆柱段外侧,第二定位盘28和第二圆盘29通过第四螺母27固定;
第二轴22穿过第二定位盘28和第二圆盘29;第二挡盘26套在第二轴22的一端,并通过第六螺母24固定在第二轴22上,用于支撑定位焊后的A工件和B工件小端;第二挡板21套在第二轴22的另一端,并通过第五螺母23固定在第二轴22上,用于支撑定位焊后的A工件和B工件大端。
第二铜环25型面上的环状槽宽度大于铜垫板宽度,深度4mm~6mm,环状槽靠近A工件和B工件中较小的工件一侧边缘c与轴线平行、另一侧边缘d与轴线垂直,环状槽用于遮挡焊漏。
(5)采用电动打磨机打磨焊缝背面的铜垫板,先打磨外层铜垫板,再打磨与产品接触的铜垫板,打磨时伤及焊缝背面的深度不大于0.1mm。并对焊缝进行X光检查,检查合格后,夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接完成。
实施例1
(1)A工件和B工件分别为钎焊而成的外壁为不锈钢、内壁为铬青铜的夹层结构环形件。A工件和B工件的铬青铜内壁壁厚为1.2mm,材料牌号为QCr0.8,焊缝直径为φ260mm。采用刀片刮削的方式清理A工件和B工件铬青铜对接表面,露出金属光泽,在24h内进行焊接。
(2)采用定位片在外壁采用手工氩弧焊的方式定位A工件和B工件,相邻定位片之间的间距为180mm。A工件和B工件定位后的铬青铜对接焊缝背面的错位为0.1mm,间隙为0.1mm。焊缝背面装夹的铜垫板材料与工件内壁一致,宽度为12mm,每层厚度为1mm,将两层铜垫板重叠放置后,采用手工氩弧焊加定位点的方式将其连接在一起。第一装夹工装的第一铜环5材料采用紫铜,第一铜环型面上加工出宽度与铜垫板宽度一致的环状槽,环状槽靠近小端一侧边缘a与轴线平行、靠近大端一侧边缘b与轴线垂直;环状槽中心加工出24个沿周向均布的M5的螺纹孔,并配24个M5×20mm的铜螺钉。采用第一装夹工装装夹定位好的A工件和B工件,用铜螺钉顶紧铜垫板,铜垫板与铬青铜电子束焊缝背面的贴合间隙为0.05mm。对A工件和B工件的铬青铜对接接头采用电子束焊的方式在定位片之间进行分段定位焊。所用电子束焊接参数需保证焊缝焊透,铜垫板不焊透,使铜垫板与焊缝连接良好。
(3)将定位焊完的A工件和B工件从工装上拆卸下来,校正焊缝背面未采用电子束焊定位的铜垫板,用塞尺检查,铜垫板与焊缝背面贴合间隙为0.1mm。确认铜垫板已与工件连接。使用打磨的方式去除A工件和B工件外壁上的定位片。
(4)第二装夹工装的第二铜环上的环状槽宽度大于铜垫板宽度,深度6mm,环状槽靠近小端一侧边缘c与轴线平行、靠近大端一侧边缘d与轴线垂直,环状槽用于遮挡焊漏。使用第二装夹工装装夹定位焊后的A工件和B工件。将其固定至电子束焊机后,采用可将A工件和B工件铬青铜对接焊缝和铜垫板均焊透的参数进行焊接。
(5)A工件和B工件电子束焊接完成后,采用电动打磨机打磨去除焊缝背面的铜垫板,先打磨外层铜垫板,再打磨与产品接触的铜垫板,打磨时伤及焊缝背面的深度不大于0.1mm。并对铬青铜电子束焊缝进行X光检查。合格率达到80%。
实施例2
(1)A工件和B工件分别为钎焊而成的外壁为不锈钢、内壁为铬青铜的夹层结构环形件。A工件和B工件的铬青铜内壁壁厚为2mm,材料牌号为QCr0.8,焊缝直径为φ120mm。采用刀片刮削的方式清理A工件和B工件铬青铜对接表面,露出金属光泽,在24h内进行焊接。
(2)采用定位片在外壁采用手工氩弧焊的方式定位A工件和B工件,相邻定位片之间的间距150mm。A工件和B工件定位后的铬青铜对接焊缝背面的错位为0.05mm,间隙为0.05mm。焊缝背面装夹的铜垫板材料与工件内壁一致,宽度为10mm,每层厚度为1mm,将两层铜垫板重叠放置后,采用手工氩弧焊加定位点的方式将其连接在一起。第一装夹工装的第一铜环材料采用紫铜,第一铜环型面上加工出宽度与铜垫板宽度一致的环状槽,环状槽靠近小端一侧边缘a与轴线平行、靠近大端一侧边缘b与轴线垂直;环状槽中心加工出15个沿周向均布的M5的螺纹孔,并配15个M5×20mm的铜螺钉。采用第一装夹工装装夹定位好的A工件和B工件,用工装上的铜螺钉顶紧铜垫板,铜垫板与铬青铜电子束焊缝背面的贴合间隙为0.1mm。对A工件和B工件的铬青铜对接接头采用电子束焊的方式在定位片之间进行分段定位焊。所用电子束焊接参数需保证焊缝焊透,铜垫板不焊透,使铜垫板与焊缝连接良好。
(3)将定位焊完的A工件和B工件从工装上拆卸下来,校正焊缝背面未采用电子束焊定位的铜垫板,用塞尺检查,铜垫板与焊缝背面贴合间隙为0.1mm。确认铜垫板已与工件连接。使用打磨的方式去除A工件和B工件外壁上的定位片。
(4)第二装夹工装的第二铜环在焊缝直径对应位置加工出宽度大于铜垫板宽度,深度4mm的环状槽,环状槽靠近小端一侧边缘c与轴线平行、靠近大端一侧边缘d与轴线垂直,环状槽用于遮挡焊漏。使用第二装夹工装装夹定位焊后的A工件和B工件。将其固定至电子束焊机后,采用可将A工件和B工件铬青铜对接焊缝和铜垫板均焊透的参数进行焊接。
(5)A工件和B工件电子束焊接完成后,采用电动打磨机打磨去除焊缝背面的铜垫板,先打磨外层垫板,再打磨与产品接触的垫板,打磨时伤及焊缝背面的深度不大于0.1mm。并对铬青铜电子束焊缝进行X光检查。合格率达到80.5%。
实施例3
(1)A工件和B工件分别为钎焊而成的外壁为不锈钢、内壁为铬青铜的夹层结构环形件。A工件和B工件的铬青铜内壁壁厚为3mm,材料牌号为QCr0.8,焊缝直径为φ800mm。采用刀片刮削的方式清理A工件和B工件铬青铜对接表面,露出金属光泽,在24h内进行焊接。
(2)采用定位片在外壁采用手工氩弧焊的方式定位A工件和B工件,相邻定位片之间的间距200mm。A工件和B工件定位后的铬青铜对接焊缝背面的错位为0.1mm,间隙为0.1mm。焊缝背面装夹的铜垫板材料与工件内壁一致,宽度为14mm,每层厚度为1mm,将两层铜垫板重叠放置后,采用手工氩弧焊加定位点的方式将其连接在一起。第一装夹工装的第一铜环材料采用紫铜,第一铜环型面上加工出宽度与铜垫板宽度一致的环状槽,环状槽靠近小端一侧边缘a与轴线平行、靠近大端一侧边缘b与轴线垂直;环状槽中心加工出30个沿周向均布的M5的螺纹孔,并配30个M5×20mm的铜螺钉。采用第一装夹工装装夹定位好的A工件和B工件,用工装上的铜螺钉顶紧铜垫板,铜垫板与铬青铜电子束焊缝背面的贴合间隙为0.1mm。对A工件和B工件的铬青铜对接接头采用电子束焊的方式在定位片之间进行分段定位焊。所用电子束焊接参数需保证焊缝焊透,铜垫板不焊透,使铜垫板与焊缝连接良好。
(3)将定位焊完的A工件和B工件从工装上拆卸下来,校正焊缝背面未采用电子束焊定位的铜垫板,用塞尺检查,铜垫板与焊缝背面贴合间隙为0.05mm。确认铜垫板已与工件连接。使用打磨的方式去除A工件和B工件外壁上的定位片。
(4)第二装夹工装的第二铜环在焊缝直径对应位置加工出宽度大于铜垫板宽度,深度5mm的环状槽,环状槽靠近小端一侧边缘c与轴线平行、靠近大端一侧边缘d与轴线垂直,环状槽用于遮挡焊漏。使用第二装夹工装装夹A工件和B工件。将其装夹至电子束焊机后,采用可将A工件和B工件铬青铜对接焊缝和铜垫板均焊透的参数进行焊接。
(5)A工件和B工件电子束焊接完成后,采用电动打磨机打磨去除焊缝背面的铜垫板,先打磨外层垫板,再打磨与产品接触的垫板,打磨时伤及焊缝背面的深度不大于0.1mm。并对铬青铜电子束焊缝进行X光检查。合格率达到81%。
本发明设计了第一装夹工装和第二装夹工装,在夹层结构环形工件铬青铜对接接头背面装夹铜垫板,并在电子束焊接完成后打磨去除铜垫板,消除了夹层结构环形工件铬青铜对接接头电子束焊缝背面的凹陷,提高了焊缝有效厚度和承载能力。同时,本发明的焊接方法减少了夹层结构环形工件铬青铜对接电子束焊缝内部的气孔,提高了焊缝X光检查合格率,减少了返修焊次数,提高了生产效率。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
Claims (9)
1.夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,其特征在于包括下列步骤:
(1)清理A工件和B工件铬青铜对接表面,保证铬青铜对接表面露出金属光泽,所述A工件和B工件均为钎焊而成的外壁为不锈钢、内壁为铬青铜的夹层结构环形件;
(2)将A工件和B工件采用定位片连接外壁的方式定位在一起,并将定位后的A工件和B工件装夹在第一装夹工装上,第一装夹工装上设置有铜垫板,放置到位后,A工件和B工件的铬青铜对接接头位于第一装夹工装上铜垫板的中心位置处;
将第一装夹工装固定至电子束焊机上,采用电子束焊的方式对A工件和B工件的铬青铜对接接头进行分段定位焊,焊接后保证焊缝焊透,铜垫板不焊透,同时铜垫板与焊缝良好连接;
第一装夹工装包括铜垫板(3)、铜螺钉(4)、第一铜环(5)、第一挡盘(6)、第一螺母(7)、第一定位盘(8)、第一圆盘(9)、第一螺钉(10)、第一挡板(11)、第一轴(12)、第二螺母(13)和第三螺母(14);
第一定位盘(8)和第一圆盘(9)均为空心柱状结构,且第一圆盘(9)由一体化设计的小直径圆柱段和大直径圆柱段构成,第一铜环(5)套在第一圆盘(9)大直径圆柱段外侧,第一铜环(5)和第一圆盘(9)通过第一螺钉(10)固定;第一定位盘(8)套在第一圆盘(9)小直径圆柱段外侧,第一定位盘(8)和第一圆盘(9)通过第一螺母(7)固定;第一铜环(5)型面上加工有环状槽,环状槽中放置有铜垫板(3);
第一轴(12)穿过第一定位盘(8)和第一圆盘(9);第一挡盘(6)套在第一轴(12)的一端,并通过第三螺母(14)固定在第一轴(12)上;第一挡板(11)套在第一轴(12)的另一端,并通过第二螺母(13)固定在第一轴(12)上;
定位后的A工件和B工件装夹在第一装夹工装上时,第一挡板(11)用于支撑A工件和B工件中较大的工件,第一挡盘(6)用于支撑A工件和B工件中较小的工件,A工件和B工件的铬青铜对接接头位于铜垫板(3)的中心位置处,第一铜环(5)、第一螺母(7)、第一定位盘(8)、第一圆盘(9)和第一螺钉(10)组合成的整体结构用于支撑A工件和B工件的铬青铜对接接头,同时铜螺钉(4)穿过第一铜环(5),将铜垫板(3)顶在A工件和B工件的铬青铜对接接头处;
(3)将定位焊完的A工件和B工件从第一装夹工装上拆卸下来,校正焊缝背面未采用电子束焊定位的铜垫板,使其与工件焊缝背面贴紧;使用打磨的方式去除A工件和B工件外壁上的定位片;
(4)使用第二装夹工装装夹A工件、B工件以及铜垫板,并固定至电子束焊机后,采用电子束焊的方式焊接A工件和B工件的铬青铜电子束焊缝,并保证焊缝和铜垫板均焊透;
(5)打磨焊缝背面的铜垫板,完成夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接。
2.根据权利要求1所述夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,A工件和B工件的铬青铜内壁壁厚为1mm~3mm,材料牌号为QCr0.8,焊缝直径为φ120mm~φ800mm。
3.根据权利要求1所述夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,A工件和B工件铬青铜对接表面采用刀片刮削的方式清理,露出金属光泽后,需在24h内进行焊接。
4.根据权利要求1所述夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,将A工件和B工件采用定位片连接外壁的方式通过手工氩弧焊方法定位在一起,相邻定位片之间的间距为150mm~200mm,A工件和B工件定位后的铬青铜对接接头焊缝背面的错位为0~0.1mm,间隙为0~0.1mm。
5.根据权利要求1所述夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,铜螺钉(4)穿过第一铜环(5),将铜垫板(3)顶在A工件和B工件的铬青铜对接接头处,使铜垫板与铬青铜电子束焊缝背面的贴合间隙为0~0.1mm。
6.根据权利要求1所述夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,铜垫板材料与工件内壁材料一致,宽度为10mm~14mm,两层铜垫板重叠放置,每层厚度为1mm,采用手工氩弧焊加定位点的方式将两层铜垫板连接在一起。
7.根据权利要求1所述夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,其特征在于:所述步骤(3)中,校正焊缝背面未采用电子束焊定位的铜垫板时,用塞尺检查校正,校正后需保证铜垫板与焊缝背面贴合间隙为0~0.1mm。
8.根据权利要求1所述夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,其特征在于:所述步骤(4)中,第二装夹工装包括第二铜环(25)、第二挡盘(26)、第四螺母(27)、第二定位盘(28)、第二圆盘(29)、第二螺钉(20)、第二挡板(21)、第二轴(22)、第五螺母(23)和第六螺母(24);
第二定位盘(28)和第二圆盘(29)均为空心柱状结构,且第二圆盘(29)由一体化设计的小直径圆柱段和大直径圆柱段构成,第二铜环(25)套在第二圆盘(29)大直径圆柱段外侧,第二铜环(25)和第二圆盘(29)通过第二螺钉(20)固定;第二定位盘(28)套在第二圆盘(29)小直径圆柱段外侧,第二定位盘(28)和第二圆盘(29)通过第四螺母(27)固定;第二铜环(25)型面上加工有环状槽;
第二轴(22)穿过第二定位盘(28)和第二圆盘(29);第二挡盘(26)套在第二轴(22)的一端,并通过第六螺母(24)固定在第二轴(22)上;第二挡板(21)套在第二轴(22)的另一端,并通过第五螺母(23)固定在第二轴(22)上;
定位焊后的A工件和B工件装夹在第二装夹工装上时,第二挡板(21)用于支撑A工件和B工件中较大的工件,第二挡盘(26)用于支撑A工件和B工件中较小的工件,第二铜环(25)、第四螺母(27)、第二定位盘(28)、第二圆盘(29)和第二螺钉(20)组合成的整体结构用于支撑A工件和B工件的铬青铜对接接头,同时铜垫板(3)位于第二铜环(25)型面上的环状槽中。
9.根据权利要求8所述夹层结构环形工件铬青铜对接接头真空电子束焊接的方法,其特征在于:第二铜环(25)型面上的环状槽宽度大于铜垫板宽度,深度4mm~6mm,环状槽靠近A工件和B工件中较小的工件一侧边缘c与轴线平行、另一侧边缘d与轴线垂直,用于遮挡焊漏。
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