[發明專利]一種電子束連續焊接不規則回轉體工件的方法

有效

• 申請號: 202011000332.1
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112317942B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 冉洸奇;榮建;楊坪川;林波;胡世天
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00;B23K15/06
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 彭思雨

本申請涉及金屬材料焊接技術領域，公開了一種電子束連續焊接不規則回轉體工件的方法，采用本方法可以大幅度地提高焊接質量和焊接效率，實現不規則回轉體的真空電子束快速焊接，同時又給類似凸輪結構類的零件焊接提供了一套切實有效的焊縫解決方案。

技術領域

本申請涉及金屬材料焊接技術領域，具體涉及一種電子束連續焊接不規則回轉體工件的方法。

背景技術

由于電子束焊接設備大多為定搶式，焊接過程中需要通過工作臺的運動來實現工件的焊接。對于規則的回轉體工件，可以通過工件的勻速旋轉運動實現工件的平穩焊接，而對于不規則的回轉體，如附圖1所示的零件，則通常采用手工氬弧焊的方式對其進行多道焊接，或者采用電子束焊縫拼接的方式。但是，采用手工氬弧焊存在打底次數多、變形大以及效率低等缺點，而采用電子束焊縫拼接的方式需要至少將原焊縫分成8條進行拼焊，因此在焊接過程中存在多次開箱翻轉零件、抽真空次數多、搭接區域多以及焊接質量不連續等問題。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題和缺陷，本申請特別提出了一種電子束連續焊接不規則回轉體工件的方法，采用本方法可以大幅度地提高焊接質量和焊接效率，實現不規則回轉體的真空電子束快速焊接，同時又給類似凸輪結構類的零件焊接提供了一套切實有效的焊縫解決方案。

為了實現上述發明目的，本申請的技術方案如下：

一種電子束連續焊接不規則回轉體工件的方法，具體包括以下步驟：

S1.對待焊工件進行焊前處理，隨后通過焊接夾具將其裝夾至回轉臺上，并用水平儀校平夾具，將α角為90度的地方作為起始點，α角為電子束流與工件輪廓切線的夾角；

S2.關閉電子束艙門，并對其進行抽真空處理；

S3.將工件焊接時的旋轉角度β劃分為若干段，每一段的角度為β/N，N為劃分段數，根據各段的焊縫厚度δ以及工作距離H分別確定對應的電子束流和聚焦電流，根據上述電子束流參數以及聚焦電流參數在電子束焊機中編寫焊縫曲線軌跡數控程序并對工件進行焊接，焊接過程中，保持工件的轉動角速度ω恒定，并在水平方向補償一個水平速度V_X：

V_X＝V_焊×cosα-ω×r

其中，α為電子束流與工件輪廓切線的夾角，ω為工件的轉動角速度，r為熔池高度；

S4.將焊接后的工件焊縫按照電子束焊接標準“GJB1718A”進行質量檢驗。

優選地，所述步驟S1中，焊前處理具體為：將待焊工件進行酸洗，并將距焊縫處30mm的內外表面打磨光滑，露出金屬光澤，通過手工氬弧焊對兩對接工件進行定位焊接，保證修配間隙不大于0.1mm。

優選地，所述步驟S2中，真空度不低于5×10^-2Pa。

優選地，所述步驟S3中，工件每轉動β/N度分別對應一個工件輪廓切線與電子束流的夾角α，則每一段對應的焊縫厚度δ＝B/sinα，B為工件厚度，根據每一段的焊縫厚度得到工件的焊縫厚度區間，對焊縫厚度在上述區間內的焊接試片進行工藝試驗，從而獲得各個厚度所對應的電子束流。

優選地，所述步驟S3中，每一段對應的工作距離H＝H_固-r，H_固為工件高度，r為熔池高度，根據每一段的工作距離得到工件的工作距離區間，對工作距離在上述區間內的焊接試片進行工藝試驗，從而獲得各個距離所對應的聚焦電流。

本申請的有益效果：

(1)本申請相較于傳統的手工氬弧焊，能有效減少零件的焊接次數；進一步地，電子束熱量集中，所熔化成形的焊縫具備熱影響區小的特點，因此能有效控制零件的變形量，更加適用于精度要求高的工件焊接。