[發明專利]一種變厚度高強鋁合金的電子束焊接工藝方法

在審

• 申請號: 202011181102.X
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112355458A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 王少剛;張成聰
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23K15/06
• 分類號: B23K15/06;C22C21/10;B23K103/10
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 劉佳慧

1.一種變厚度高強鋁合金的電子束焊接工藝方法，其特征在于：

包括以下步驟：

步驟一、將高強鋁合金加工成焊接試樣，對焊接試樣進行清理，清除試樣表面的氧化膜和污染物；

其中，高強鋁合金為Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金，各化學成分及質量分數為：Zn 5.1％～6.1％，Mg 2.0％～3.0％，Cu 1.2％～2.0％，Si≤0.50％，Mn≤0.15％，Ti≤0.10％，Cr0.16％～0.30％，Fe≤0.50％，其余為Al；

步驟二、第一道焊：將試樣裝夾固定在電子束焊機的真空室中，采用對接接頭型式，沿試樣長度方向進行對接焊，在焊接過程中，采用變化的電子束流進行焊接，電子束流與試樣的板厚成線性關系，并在焊接過程中添加圓形電子束掃描；

步驟三、修飾焊：采用圓形電子束掃描對鋁合金焊縫表面進行修飾焊。

2.根據權利要求1所述的變厚度高強鋁合金的電子束焊接工藝方法，其特征在于：

其中，所述焊接試樣的厚度為3.5～4mm，沿著焊接方向，在150mm長度上，鋁合金母材的厚度由3.5mm逐漸變化至4mm。

3.根據權利要求1所述的變厚度高強鋁合金的電子束焊接工藝方法，其特征在于：

其中，電子束焊機真空室的真空度為5×10^-3Pa，加速電壓60kV，工作距離300mm。

4.根據權利要求1所述的變厚度高強鋁合金的電子束焊接工藝方法，其特征在于：

其中，第一道焊中，圓形電子束掃描的掃描頻率為500Hz、掃描幅度為1％。

5.根據權利要求1所述的變厚度高強鋁合金的電子束焊接工藝方法，其特征在于：

其中，第一道焊的電子束流為15～28mA、聚焦電流為578mA、焊接速度為12～20mm/s。

6.根據權利要求1所述的變厚度高強鋁合金的電子束焊接工藝方法，其特征在于：

其中，修飾焊中，圓形電子束掃描的掃描頻率為500Hz、掃描幅度為1％～4.5％。

7.根據權利要求1所述的變厚度高強鋁合金的電子束焊接工藝方法，其特征在于：

其中，修飾焊的電子束流為15～21mA、聚焦電流為558mA、焊接速度為12～20mm/s。

8.根據權利要求1所述的變厚度高強鋁合金的電子束焊接工藝方法，其特征在于：

其中，步驟一中，分別采用機械清理和化學清理方法對焊接試樣進行清理。

9.根據權利要求8所述的變厚度高強鋁合金的電子束焊接工藝方法，其特征在于：

其中，步驟一中，機械清理和化學清理的具體過程為：采用機械方法打磨待焊區，用質量分數為10％的NaOH溶液堿洗5min，清水沖洗后，再用質量分數為15％的HNO₃溶液酸洗3min，以中和試樣表面的堿液，清水沖洗，用丙酮擦拭試樣表面，干燥待焊。