[發明專利]一種利用對稱電子束焊接軌跡進行焊接的方法及系統

有效

• 申請號: 201310674210.4
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103639583A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 王西昌;毛智勇;許恒棟;付鵬飛;劉昕;吳冰
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明關于電子束加工技術領域，特別是關于電子束的焊接技術，具體的講是一種利用對稱電子束焊接軌跡進行焊接的方法及系統。

背景技術

現有技術的工程實際應用中經常需要對帶有端面圓形焊縫的小尺寸高精度零件進行電子束焊接。為了保證焊縫成形和內部質量，目前主要采用如下兩種加工方法：

（1）、通過數控編程實現工作臺按照既定的路線（圓形軌跡）運動，從而實現圓形焊縫的電子束焊接；

（2）、利用電子束焊機的內置偏擺掃描程序，通過設置合適的程序參數，實現電子束的圓形偏擺掃描，從而實現電子束對圓形焊縫的電子束焊接。

上述兩種傳統的電子束焊接技術存在如下不足：

（1）、通過數控編程利用工作臺的插補運動實現電子束圓形焊縫焊接，該方法中電子束焊接精度受限于工作臺的運動精度，無法完成具有較高精度要求的零件加工，而且大批量生產時，加工效率太低。

（2）、通過內置偏擺掃描程序實現電子束平圓形焊縫焊接，該方法直接掃描出圓形軌跡，焊縫成形不易控制，焊接加熱時間也不好掌握，無法適用于大批量、高精度的圓形焊縫焊接要求。

因此，現有技術中的上述兩種方法均無法實現大批量高效高精度電子束焊接，無法實現高精度焊縫質量。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種利用對稱電子束焊接軌跡進行焊接的方法及系統，可以通過焊接軌跡規劃、位置坐標計算，實現電子束的多束流控制，可以按照軌跡要求，設計對應的坐標文件，通過掃描控制系統，結合校核因子、掃描頻率等其它參數，通過多束電子束的焊接，實現焊縫質量的提高和應力變形的控制，同時大幅度提升焊接效率。

本發明的目的之一是，提供一種利用對稱電子束焊接軌跡進行焊接的方法，包括：獲取預焊接的工件的結構特征、焊縫質量以及焊接過程中的應力變形控制要求；根據所述的結構特征、焊縫質量以及應力變形控制要求確定焊接過程中的工藝參數，所述的工藝參數包括電子束束流數目、束流、形狀校核因子、掃描頻率、工作電壓、聚焦電流；根據所述的電子束束流數目確定電子束的掃描路徑坐標點；根據所述的掃描路徑坐標點生成路徑坐標數據；電子束焊機根據所述的路徑坐標數據完成所述工件的焊接過程。

本發明的目的之一是，提供了一種利用對稱電子束焊接軌跡進行焊接的系統，包括：電子束焊機以及路徑坐標數據生成裝置，其中，所述的路徑坐標數據生成裝置具體包括：工件特征獲取模塊，用于獲取預焊接的工件的結構特征、焊縫質量以及焊接過程中的應力變形控制要求；工藝參數確定模塊，用于根據所述的結構特征、焊縫質量以及應力變形控制要求確定焊接過程中的工藝參數，所述的工藝參數包括電子束束流數目、束流、形狀校核因子、掃描頻率、工作電壓、聚焦電流；掃描路徑坐標點確定模塊，用于根據所述的電子束束流數目確定電子束的掃描路徑坐標點；路徑坐標數據生成模塊，用于根據所述的掃描路徑坐標點生成路徑坐標數據；所述的電子束焊機，用于根據所述的路徑坐標數據完成所述工件的焊接過程。

本發明的有益效果在于，提供了一種利用對稱電子束焊接軌跡進行焊接的方法及系統，與現有技術相比，可通過預先生成電子束的掃描路徑坐標點，可以按照軌跡要求，設計電子束的掃描路徑，并生成相對應的坐標數據，然后上傳至掃描系統中，并結合校核因子、掃描頻率等其它參數，通過多束電子束的焊接，實現焊縫質量的提高和應力變形的控制，同時大幅度提升焊接效率。

為讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種利用對稱電子束焊接軌跡進行焊接的方法的流程圖；

圖2為圖1中的步驟S105的具體流程圖；

圖3為本發明實施例提供的一種利用對稱電子束焊接軌跡進行焊接的系統的示意圖；

圖4為本發明提供的一種利用對稱電子束焊接軌跡進行焊接的系統中電子束焊機的結構框圖；

圖5為本發明提供的一種利用對稱電子束焊接軌跡進行焊接的系統中路徑坐標數據生成模塊的實施方式一的結構框圖；

圖6為本發明提供的一種利用對稱電子束焊接軌跡進行焊接的系統中路徑坐標數據生成模塊的實施方式二的結構框圖；