[發明專利]一種特厚板坯的真空電子束焊接方法

有效

• 申請號: 201910939732.X
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110681972B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 蔣健博;金百剛;付魁軍;劉文飛;劉芳芳;傅博;韓嚴法;胡奉雅;王佳驥;及玉梅
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發明涉及一種特厚板坯的真空電子束焊接方法，所述特厚板坯的厚度≥400mm；單道對接焊縫長度≥2m；真空電子束焊接時采用分段焊接的方式，即將單道對接焊縫平均分為n段，且n≥5，每段對接焊縫的長度≤200mm；先進行奇數段對接焊縫的焊接，再進行偶數段對接焊縫的焊接。本發明針對特厚板坯的超長焊縫采用分段焊接法，能夠改善由于特厚板坯接頭應力集中于頭、尾位置而易引起焊接接頭失效開裂的問題，并降低了焊接接頭的焊接變形程度。

技術領域

本發明涉及同種材料熔化焊接技術領域，尤其涉及一種特厚板坯的真空電子束焊接方法。

背景技術

電子束焊接技術自上世紀50年代誕生以來，以其高功率密度、焊接熱輸入量小、零件變形小、焊后殘余應力小、焊縫深寬比大、焊接接頭無氧化、焊縫質量好等特點，廣泛應用與航空、航天及原子能等工業領域中。在航空制造業中，由于電子束焊接技術的應用，大大提高了飛機發動機的制造水平，使發動機中的許多減重設計及異種材料的焊接成為現實，提高了發動機的整體性能，同時為許多整體加工難以實現的零件制造提供了一種加工途徑，隨著現代新型發動機研制的需要，電子束焊接在各個領域的應用日益廣泛，并顯示出很大的優越性。

專利公布號為CN101934424A的中國專利公開了“一種TB5/銅合金真空電子束焊接方法”，通過疊加焊接的方法，一方面可以使TB5鈦合金與QCr0.8銅合金焊縫形成良好的冶金結合，接頭沒有氣孔、裂紋等焊接缺陷；另一方面能夠將焊縫與QCr0.8銅合金側形成的金屬層化合物層狀結構減弱或消除，獲得連續分布的焊縫組織，從而可將接頭抗拉強度提高到QCr0.8銅合金母材的70％以上。

專利公布號為CN103506751A的中國專利公開了“一種不銹鋼筒體真空電子束焊接方法”，通過清理、打磨、裝配、抽真空、焊接和檢驗等工藝提高了產品的質量可靠性和穩定性。

專利公布號為CN102649192A的中國專利公開了“一種超標裝配間隙下的真空電子束對接焊方法”，通過在束焊前增加“散焦弱電流”彌合焊縫的焊接，使得后續束焊進行時金屬蒸汽壓力、反作用力及熔融金屬重力間作用力達到平衡，起到了充實焊縫的作用，避免了焊漏現場的產生。

專利公布號為CN104475959A的中國專利公開了“一種航空發動機靜子組件真空電子束焊接工藝方法”，通過全新的真空電子束焊接工藝方法最大程度滿足不等厚焊縫的焊接，保證熱輸入均勻，控制焊接變形，滿足靜子組件焊后穩定性要求。

專利公布號為CN104057198A的中國專利公開了“一種鈦合金轉子組件的真空電子束焊接方法”，通過合理的焊接順序和焊接參數，控制焊接變形及焊縫質量，克服了產品整體剛性差、焊接量較大、焊接變形難以控制等技術難點。

綜上，真空電子束焊接技術經過多年的發展和完善，正在逐步優化并適應各種特殊條件的需要。但是，隨著工業技術的迅猛發展，大尺寸工件焊接和超長焊縫成為了真空電子束焊接的難題，如大飛機制造技術，經常需要進行單道焊縫達幾米甚至幾十米的真空電子束焊接。一些船舶、海洋工程結構中，特厚板坯(如海洋平臺用齒條鋼等)的真空電子束焊接，常遇到焊縫過長、應力集中嚴重和焊接后頭尾變形程度高等問題。目前，國內外針對超長、特厚板坯焊接接頭如何進行真空電子束焊接的相關研究仍然較少。

發明內容

本發明提供了一種特厚板坯的真空電子束焊接方法，針對特厚板坯的超長焊縫采用分段焊接法，能夠改善由于特厚板坯接頭應力集中于頭、尾位置而易引起焊接接頭失效開裂的問題，并降低了焊接接頭的焊接變形程度。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種特厚板坯的真空電子束焊接方法，所述特厚板坯的厚度≥400mm；單道對接焊縫長度≥2m；真空電子束焊接時采用分段焊接的方式，即將單道對接焊縫平均分為n段，且n≥5，每段對接焊縫的長度≤200mm；先進行奇數段對接焊縫的焊接，再進行偶數段對接焊縫的焊接。