[發明專利]一種箱體結構回型焊縫的電子束焊接方法

有效

• 申請號: 201910149250.4
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109865929B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 趙桐;唐振云;毛智勇;張田;李凱;林波
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00;B23K15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種箱體結構回型焊縫的電子束焊接方法。采用定槍式電子槍，其特征在于，所述焊接方法包括：基于箱體結構的回型焊縫劃分出4個平直段和4個圓角段，其中，每兩個平直段間隔一個圓角段，所述回型焊縫的焊接起始點從平直段或者圓角段開始，在進行平直段焊接時，將箱體結構進行勻速平移，在進行圓角段焊接時，將箱體結構同時做變速平移和勻速轉動運動，從而控制其實際焊接速度，使圓角段的焊接速度與平直段的焊接速度相當，將箱體結構的整體焊縫勻速焊接完成。

技術領域

本發明涉及電子束加工技術領域，特別是涉及一種箱體結構回型焊縫的電子束焊接方法。

背景技術

電子束焊接設備一般可分為定槍式和動槍式，定槍式電子束焊接設備只能通過工作臺的平動或轉動運動實現工件焊接，因此可以焊接任意形狀的平面焊縫，或圓形赤道環焊縫，并且，結合聚焦電流動態調整和變截面焊接技術還可以實現空間曲線形式焊縫的焊接；而動槍式設備的電子槍可以進行一定程度的平動運動，配合工作臺的運動，也可以實現上述形式焊縫的焊接，并且可以解決因工件尺寸大導致電子槍無法到達焊縫位置的問題。

目前電子束焊接可以完成平面、空間曲線以及圓形赤道焊縫的焊接。而對于箱體結構回型焊縫來講，在焊接過程中，零件運動規律復雜，導致焊縫與電子槍之間的距離不斷變化，而電子束焊接參數又需要依據零件的運動規律而定，因此使得焊接參數的調整變得極其復雜，無法實現焊縫質量及性能的均勻、統一。

因此，發明人提出了一種箱體結構回型焊縫的電子束焊接方法。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是提供一種箱體結構回型焊縫的電子束焊接方法，實現箱體結構回型焊縫的自動化焊接。

本發明的實施例提出了一種箱體結構回型焊縫的電子束焊接方法，該方法包括：基于箱體結構的回型焊縫劃分出4個平直段和4個圓角段，其中，每兩個平直段間隔一個圓角段，所述回型焊縫的焊接起始點從平直段或者圓角段開始，在進行平直段焊接時，將箱體結構進行勻速平移，在進行圓角段焊接時，將箱體結構同時做變速平移和勻速轉動運動，從而控制其實際焊接速度，使圓角段的焊接速度與平直段的焊接速度相當，將箱體結構的整體焊縫勻速焊接完成。

進一步地，所述平直段的焊接方法為：基于每段平直段與電子槍的不同距離，以及每段平直段長度，通過調整電子束焊接工藝參數，將所有平直段均構建出相同的焊縫截面形貌、內部質量以及力學性能，以滿足箱體結構的整條焊縫性能的一致性。

進一步地，需要調整的電子束焊接工藝參數包括，加速電壓、聚焦電流、焊接束流和焊接速度。

進一步地，所述圓角段的焊接方法為：在平直段焊接過渡到圓角段焊接時，需平移箱體結構以調整所述圓角段的圓心位置，使圓角段的圓心位置一直處于電子束流的延長線上，在焊接圓角段的圓弧焊縫時，需勻速轉動箱體結構，使電子束斑勻速經過圓角段進行焊接。

進一步地，在焊接圓角段的圓弧焊縫時，箱體結構的勻速轉動速度為ω，ω＝v/r，其中v為平直段的焊接速度，r為圓角段半徑。

進一步地，圓角段的角度為90°，在焊接圓角段時，將該圓角段平均分為n段，平均每段需轉動的角度為90°/n，每段位移的運動時間均相同，根據箱體結構外形特征，得到每段在相應轉動時箱體轉軸的平移距離，然后根據n段中每段轉過的角度90°/n，以及箱體轉軸的平移距離、運動速度，對圓角段的運動進行程序設定，獲得平直段和圓角段焊接的聯動軌跡。

進一步地，所述箱體結構夾裝在多自由度運動的焊接裝置上，所述箱體結構在焊接時，可在所述焊接裝置的驅動作用下豎向升降運動、橫向平移以及繞軸轉動，并且回型焊縫處于所述電子束流延長方向。

進一步地，所述焊接裝置包括運動平臺、支撐柱體和轉臺，所述支撐柱體可水平移動地安裝所述運動平臺上，所述轉臺可轉動的安裝在所述支撐柱體上，所述箱體結構通過三抓卡盤夾裝在所述轉臺上。