[發(fā)明專利]可克服氣孔缺陷的鋁合金厚板真空電子束三步焊接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811576399.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109604800A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪卓然;白亞?wèn)|;柴斐;劉國(guó)廷;杜孟開(kāi);安海俊;王國(guó)強(qiáng);畢振華;李方;趙學(xué)敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西汾西重工有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23K15/00
• 分類號(hào): B23K15/00;B23K15/06
• 代理公司: 山西華炬律師事務(wù)所 14106
• 代理人: 陳奇

本發(fā)明公開(kāi)了一種可克服氣孔缺陷的鋁合金厚板真空電子束三步焊接方法，解決了真空電子束焊容易產(chǎn)生氣泡缺陷的問(wèn)題。采用真空電子束焊焊機(jī)，對(duì)鋁合金板的兩對(duì)焊面采用電子束上散焦預(yù)熱焊；對(duì)鋁合金板的兩對(duì)焊面進(jìn)行大熔深穿孔焊，真空電子束焊焊機(jī)的焊接參數(shù)設(shè)定如下：焊接加速電壓為40千伏、焊接束流為220毫安、焊速為每分鐘350毫米、焊接焦點(diǎn)為上焦點(diǎn)+0.13、掃描圖形為“○”型、掃描頻率為800赫茲、幅值1.0毫米；實(shí)施全熔透焊接；對(duì)鋁合金板的兩對(duì)焊面在焊縫熱態(tài)下進(jìn)行重熔修飾焊，將焊縫在真空狀態(tài)下保溫30分鐘。大幅度降低了焊縫中所形成的氫氣孔，焊縫質(zhì)量得到了大幅度的提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種真空電子束焊接方法，特別涉及一種采用真空電子束焊接方法對(duì)厚度為20-55毫米的鋁合金板進(jìn)行焊接的方法。

背景技術(shù)

在對(duì)鋁合金板進(jìn)行焊接時(shí)，氫原子會(huì)進(jìn)入到焊接熔池內(nèi)，由于氫原子在液態(tài)金屬內(nèi)溶解度大，隨著焊接后熔池的冷卻，氫原子的溶解度會(huì)突變減小，將通過(guò)氣泡成核、長(zhǎng)大、上浮三個(gè)步驟逸出于熔池表面；當(dāng)形成的氣泡來(lái)不及逸出時(shí)，就會(huì)殘留于凝固的焊縫金屬內(nèi)，形成氣孔缺陷。真空電子束焊是一種高能束焊接工藝，能量利用率高，焊縫深寬比大，熱影響區(qū)域窄，焊接應(yīng)力及變形均能得到有效地控制；當(dāng)采用真空電子束焊對(duì)鋁合金厚板進(jìn)行焊接時(shí)，由于真空電子束焊焊接速度快，熱輸入小，氫來(lái)不及從熔池中逸出，尤其當(dāng)被焊對(duì)象為鋁合金板厚度較大時(shí)，造成熔池中的氣泡的逸出距離會(huì)加大，更增加了氫氣泡從熔池中逸出的難度，因此，氣孔缺陷成為了真空電子束焊最難克服的缺陷之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種可克服氣孔缺陷的鋁合金厚板真空電子束三步焊接方法，解決了真空電子束焊容易產(chǎn)生氣泡缺陷的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問(wèn)題的：

一種可克服氣孔缺陷的鋁合金厚板真空電子束一步焊接方法，包括以下步驟：

第一步、取厚度為25毫米的鋁合金板，用刮刀刮削鋁合金板的焊接面，并用丙酮擦拭焊接面后，擱置20分鐘；

第二步、采用真空電子束焊焊機(jī)，對(duì)鋁合金板的兩對(duì)焊面采用電子束上散焦預(yù)熱焊，真空電子束焊焊機(jī)的焊接參數(shù)設(shè)定如下：焊接加速電壓為40千伏、焊接束流為100毫安、焊速為每分鐘350毫米、焊接焦點(diǎn)為上焦點(diǎn)+0.13、焊接掃描圖形設(shè)定為“○”型、焊接掃描頻率為800赫茲、焊接掃描幅值1.0毫米，熔深控制在3-5毫米；

第三步、對(duì)鋁合金板的兩對(duì)焊面進(jìn)行大熔深穿孔焊，真空電子束焊焊機(jī)的焊接參數(shù)設(shè)定如下：焊接加速電壓為40千伏、焊接束流為220毫安、焊速為每分鐘350毫米、焊接焦點(diǎn)為下焦點(diǎn)-0.04、掃描圖形為“○”型、掃描頻率為800赫茲、幅值1.0毫米；實(shí)施全熔透焊接；

第四步、對(duì)鋁合金板的兩對(duì)焊面在焊縫熱態(tài)下進(jìn)行重熔修飾焊，真空電子束焊焊機(jī)的焊接參數(shù)設(shè)定如下：焊接加速電壓為40千伏、焊接束流為150毫安、焊速為每分鐘350毫米、焊接焦點(diǎn)為下焦點(diǎn)-0.04、掃描圖形為“○”型、掃描頻率為800赫茲、幅值2.0毫米；

第五步、將焊縫在真空狀態(tài)下保溫30分鐘。

本發(fā)明大大克服了厚板鋁合金真空電子束焊接的氫氣孔缺陷；通過(guò)三個(gè)焊接步驟的相互配合，極大程度提高熔池高溫停留的時(shí)間，確保熔池中的氫氣泡的充分逸出，以最大程度地消除焊縫氫氣孔缺陷，焊縫質(zhì)量高，且焊接接頭在不進(jìn)行任何焊后處理的情況下抗拉強(qiáng)度達(dá)到母材抗拉強(qiáng)度的70%。

具體實(shí)施方式

對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

一種可克服氣孔缺陷的鋁合金厚板真空電子束一步焊接方法，包括以下步驟：

第一步、取厚度為25毫米的鋁合金板，用刮刀刮削鋁合金板的焊接面，并用丙酮擦拭焊接面后，擱置20分鐘；