[發(fā)明專利]空間三維曲線連續(xù)非均勻變焦變截面電子束焊方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911049193.9
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN110788466B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁南翔;王海燕;吳家云;嵇佳佳;皮克松;馬鑫;呂榛;付立泉;劉杰;都曉磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): B23K15/00
• 分類號(hào): B23K15/00;B23K15/02
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43211
• 代理人: 羅紅枚

本發(fā)明公開了一種空間三維曲線連續(xù)非均勻變焦變截面電子束焊方法，包括以下步驟：焊前處理；點(diǎn)焊連接；裝夾找正：將母焊回轉(zhuǎn)件裝夾定位至工作平臺(tái)上，找正母焊回轉(zhuǎn)件以使母焊回轉(zhuǎn)件與工作平臺(tái)同回轉(zhuǎn)中心，找正焊接凸臺(tái)的對(duì)稱中心進(jìn)而確定焊接中心；生成焊縫曲線軌跡數(shù)控程序：在焊接中心設(shè)立局部坐標(biāo)系，并將焊縫曲線劃分為若干提取點(diǎn)，提取各提取點(diǎn)的X、Y、Z三軸坐標(biāo)的點(diǎn)位數(shù)據(jù)，將各提取點(diǎn)Z軸坐標(biāo)的點(diǎn)位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相對(duì)局部坐標(biāo)系原點(diǎn)變化的聚焦電流，將各提取點(diǎn)的焊縫厚度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電子束流，以得到電子束焊程序；電子束焊：將電子束焊程序?qū)腚娮邮笝C(jī)的控制系統(tǒng)，并得到局部坐標(biāo)系原點(diǎn)的聚焦電流參數(shù)后對(duì)焊縫曲線進(jìn)行電子束焊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間三維曲線電子束焊領(lǐng)域，特別地，涉及一種空間三維曲線連續(xù)非均勻變焦變截面電子束焊方法。

背景技術(shù)

在某些回轉(zhuǎn)體類型的零件上，如果需要在側(cè)壁焊接一個(gè)大直徑的安裝座，則焊縫即為回轉(zhuǎn)體與回轉(zhuǎn)體的相貫線，如附圖圖1所示，其是一種空間三維曲線，如附圖圖2所示。焊縫表面隨曲線連續(xù)變化，進(jìn)而造成了焦距的變化；同時(shí)由于兩個(gè)回轉(zhuǎn)體相貫角度任意，形成了沿相貫曲線連續(xù)非均勻變化的厚度截面，在電子束焊接時(shí)，由于電子束焊機(jī)的機(jī)械軸只有X、Y兩個(gè)軸及一個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)軸，故一般只能夠焊接截面等厚度的平面曲線焊縫，或者兩圓柱體對(duì)接的環(huán)形焊縫，無法完成上述連續(xù)非均勻變截面變焦距的空間三維曲線的焊縫焊接。

中國專利CN102416525(申請公布日期2012-04-18)中公開了一種“變截面結(jié)構(gòu)燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣的電子束焊接方法”，該方法中闡述了一種水平法蘭局部厚度相同、階段厚度不同的變截面焊接方法，該方法中實(shí)現(xiàn)了分段厚度的水平焊縫焊接，以及一種厚度變化均勻的變截面焊接。但該方法無法實(shí)現(xiàn)空間三維曲線連續(xù)變焦距變截面，且變化規(guī)律非均勻的電子束焊焊接，如附圖圖3所示。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種空間三維曲線連續(xù)非均勻變焦變截面電子束焊方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法實(shí)現(xiàn)空間三維曲線連續(xù)變焦距變截面焊接的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種空間三維曲線連續(xù)非均勻變焦變截面電子束焊方法，包括以下步驟：焊前處理：對(duì)母焊回轉(zhuǎn)件和待焊回轉(zhuǎn)件上待焊接處分別進(jìn)行焊前處理；點(diǎn)焊連接：將焊接凸臺(tái)與連接通孔進(jìn)行點(diǎn)焊連接；裝夾找正：通過焊接夾具將母焊回轉(zhuǎn)件裝夾定位至電子束焊機(jī)的工作平臺(tái)上，并找正母焊回轉(zhuǎn)件以使母焊回轉(zhuǎn)件與工作平臺(tái)同回轉(zhuǎn)中心，同時(shí)調(diào)整工作平臺(tái)以找正焊接凸臺(tái)的對(duì)稱中心進(jìn)而確定焊接中心；生成焊縫曲線軌跡數(shù)控程序：在焊接中心設(shè)立局部坐標(biāo)系，并將焊縫曲線劃分為若干提取點(diǎn)，同時(shí)提取各提取點(diǎn)的X、Y、Z三軸坐標(biāo)的點(diǎn)位數(shù)據(jù)，將各提取點(diǎn)Z軸坐標(biāo)的點(diǎn)位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相對(duì)局部坐標(biāo)系原點(diǎn)變化的聚焦電流，將各提取點(diǎn)的焊縫厚度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電子束流，并根據(jù)各提取點(diǎn)X、Y軸坐標(biāo)的點(diǎn)位數(shù)據(jù)、聚焦電流參數(shù)及電子束流參數(shù)編制出焊縫曲線軌跡的電子束焊程序；電子束焊：將電子束焊程序?qū)腚娮邮笝C(jī)的控制系統(tǒng)，并得到局部坐標(biāo)系原點(diǎn)的聚焦電流參數(shù)后對(duì)焊縫曲線進(jìn)行電子束焊。

進(jìn)一步地，步驟“焊前處理”具體包括以下步驟：接頭準(zhǔn)備：對(duì)待焊回轉(zhuǎn)件上焊接凸臺(tái)的外圓進(jìn)行車削加工以保證焊接凸臺(tái)外圓的精度尺寸，對(duì)母焊回轉(zhuǎn)件上與焊接凸臺(tái)配合連接的連接通孔的內(nèi)圓進(jìn)行數(shù)銑加工以保證連接通孔內(nèi)圓的精度尺寸；焊前清理：對(duì)焊接凸臺(tái)外圓外周的內(nèi)外表面、連接通孔外周的內(nèi)外表面分別進(jìn)行打磨處理，以保證內(nèi)外表面上無污染物附著；裝配組合：按焊接凸臺(tái)的外圓尺寸修配連接通孔，以保證焊接凸臺(tái)與連接通孔間的焊縫間隙及焊接凸臺(tái)與連接通孔對(duì)接處的錯(cuò)位。

進(jìn)一步地，步驟“點(diǎn)焊連接”具體包括以下步驟：點(diǎn)焊定位：將焊接凸臺(tái)與連接通孔進(jìn)行點(diǎn)焊定位及連接；定位后校正：校正焊接凸臺(tái)以保證焊接凸臺(tái)與連接通孔兩者對(duì)接處的內(nèi)表面齊平。