[發(fā)明專利]一種耐壓殼體環(huán)形焊縫的真空預(yù)熱電子束焊接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010520737.1
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111761192B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 耿永亮;陳高澎;郭宇凡;趙坤;王崗;于冰冰;蔣鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B23K15/04
• 分類號: B23K15/04;B23K15/06;B23K15/00;B23K37/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 逯雪峰

本發(fā)明涉及一種耐壓殼體環(huán)形焊縫的真空預(yù)熱電子束焊接方法，在真空環(huán)境下實現(xiàn)耐壓殼體的焊接，對耐壓殼體進(jìn)行了焊前高溫預(yù)熱，在加熱同時進(jìn)行溫度監(jiān)控和水冷冷卻，預(yù)熱結(jié)束后通過轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動進(jìn)行環(huán)形焊縫的焊接，其中水冷冷卻有效防止熱輻射對真空室內(nèi)零部件的損傷，經(jīng)過真空預(yù)熱和電子束焊接，既防止了殼體氧化，又解決了高強合金耐壓殼體焊接性差，焊接接頭性能低的難題，實現(xiàn)了高強合金耐壓殼體的高效可靠連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子束焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐壓殼體環(huán)形焊縫的真空預(yù)熱電子束焊接方法。

背景技術(shù)

耐壓殼體采用高強合金制作，需將兩個半球殼狀部件進(jìn)行焊接，形成環(huán)形焊縫，然而由于該合金強度較高、厚度較大，焊縫長度長，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的手工焊接或電子束焊接時，焊接組織較差，所得到的焊接接頭塑韌性嚴(yán)重不足，極易出現(xiàn)裂紋等焊接缺陷，傳統(tǒng)焊接方式已無法滿足該類型耐壓殼體的焊接，目前尚無針對該高強合金耐壓殼體焊接的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種在真空環(huán)境下實現(xiàn)該類耐壓殼體焊接的耐壓殼體環(huán)形焊縫的真空預(yù)熱電子束焊接方法，解決了高強合金耐壓殼體焊接性差，焊接接頭性能低的難題，實現(xiàn)了高強合金耐壓殼體的高效可靠連接。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種耐壓殼體環(huán)形焊縫的真空預(yù)熱電子束焊接方法，包括如下步驟：

（1）在真空室內(nèi)安裝好轉(zhuǎn)臺，將耐壓殼體，加熱系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)和電子束焊機按要求進(jìn)行裝配，其中加熱系統(tǒng)包括內(nèi)、外加熱裝置，內(nèi)加熱裝置與耐壓殼體內(nèi)部進(jìn)行固定連接，隨耐壓殼體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，外加熱裝置通過支撐結(jié)構(gòu)固定支撐在耐壓殼體外部，耐壓殼體置于真空電子束焊機內(nèi)的轉(zhuǎn)臺上方，裝配完成后，對各個系統(tǒng)進(jìn)行檢測，檢測合格后抽真空；

（2）制取真空至真空度優(yōu)于1×10-2Pa后，開啟加熱系統(tǒng)，按照設(shè)定的工藝路線進(jìn)行加熱，加熱過程中開啟水冷系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)；

（3）待加熱溫度至目標(biāo)溫度后，進(jìn)行保溫，使得耐壓殼體沿厚度方向上溫度均滿足焊接要求為止，具體加熱時間可采用試驗進(jìn)行測定；

（4）溫控系統(tǒng)停止供電加熱，保留溫度記錄；

（5）由于工件受熱膨脹，需重新調(diào)整電子束焊槍位置至焊縫中心，然后利用轉(zhuǎn)臺將耐壓殼體旋轉(zhuǎn)一周完成定位焊接，此時轉(zhuǎn)臺位于360°位置附近；

（6）將耐壓殼體反向旋轉(zhuǎn)至0°位置，再次啟動內(nèi)、外加熱系統(tǒng)加熱至目標(biāo)溫度，然后停止供電；

（7）開啟電子束焊槍，按照既定焊接工藝進(jìn)行焊接；

（8）整個過程中冷卻系統(tǒng)和溫度監(jiān)控系統(tǒng)始終開啟，待耐壓球殼溫度降至100℃以下后進(jìn)行真空室放氣，打開爐門，拆除各個系統(tǒng)即可完成耐壓球殼的真空預(yù)熱焊接。

所述溫控系統(tǒng)包括控電柜、真空法蘭及配套線路，真空法蘭位于真空室壁上，加熱線路由真空法蘭進(jìn)入真空室內(nèi)部，采用真空水冷法蘭電極形式接入動力線，實現(xiàn)加熱裝置的電源供電；在耐壓殼體內(nèi)部的多個部位布置多個熱電偶用于焊前預(yù)熱溫度均勻性的監(jiān)測，熱電偶穿過真空法蘭采用法蘭電極形式實現(xiàn)信號傳輸。

所述水冷系統(tǒng)包括水冷管路、水冷盤及水冷器件，在內(nèi)部通有循環(huán)冷卻水，其中水冷盤置于轉(zhuǎn)臺上方與轉(zhuǎn)臺緊密貼合，真空室壁上設(shè)置水冷插頭，水冷系統(tǒng)連接真空室內(nèi)轉(zhuǎn)臺上的水冷盤和真空室壁上其他水冷器件，用于真空室內(nèi)熱量導(dǎo)出，防止熱量積累造成真空室內(nèi)器件損壞。

所述內(nèi)、外加熱裝置位于耐壓殼體焊縫區(qū)域±200mm范圍內(nèi)。

有益效果：