[發明專利]一種獲取大厚度鈦合金電子束焊接平行型焊縫的工藝方法

在審

• 申請號: 202011318057.8
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112475582A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 熊建坤;許德星;徐健;楊林;吳海峰;楊建平;毛桂軍;王喆;何芬;聶甫恒;鐘玉;鄧傳印
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00;B23K15/10
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 呂玲

1.一種獲取大厚度鈦合金電子束焊接平行型焊縫的工藝方法，其特征在于，采用電子束非熔透焊縫焊接過程，使得電子束焊縫橫截面在焊縫熔深方向上呈平行型幾何特征形貌。

2.根據權利要求1所述的一種獲取大厚度鈦合金電子束焊接平行型焊縫的工藝方法，其特征在于，沿所述焊縫熔深方向上，焊縫橫截面包括焊縫正面余量預留區域、中間平行型焊縫橫截面獲取區域、焊縫根部余量預留區域。

3.根據權利要求2所述的一種獲取大厚度鈦合金電子束焊接平行型焊縫的工藝方法，其特征在于，在電子束焊接過程中，液態熔池金屬的塌陷和焊縫正面形成的喇叭口處于焊縫正面余量預留區域中；在電子束焊接過程中，電子束功率脈動影響區域、針尖缺陷以及非熔透焊縫根部收縮區域控制在焊縫根部余量預留區域。

4.根據權利要求1-3任一項所述的一種獲取大厚度鈦合金電子束焊接平行型焊縫的工藝方法，其特征在于，所述工藝方法采用電子束橫槍固定焊接、工件旋轉焊接的方式進行電子束焊接。

5.根據權利要求4所述的一種獲取大厚度鈦合金電子束焊接平行型焊縫的工藝方法，其特征在于，所述工藝方法適用于焊縫熔深大于等于30mm厚度的鈦合金的電子束焊接。

6.根據權利要求5所述的一種獲取大厚度鈦合金電子束焊接平行型焊縫的工藝方法，其特征在于，所述工藝方法適用于艙體壁厚56mm、外徑SR1106的鈦合金球形艙體的上、下半球殼的焊接，具體包括如下步驟：

步驟1：以H＝T1(≤10)+T2+T3(≤10)為總熔深條件、T2＝56mm，為在熔深上焊縫橫截面呈平行型幾何特征形貌的擬定目標，在鈦合金板上優化調整參數，獲取最佳聚焦電流、加速電壓和工作距離；其中，H為焊縫橫截面，T1為焊縫正面余量預留區域，T2為中間平行型焊縫橫截面獲取區域，T3為焊縫根部余量預留區域；

步驟2：在最佳聚焦電流、加速電壓和工作距離條件下，在以最小熔深為56mm的電子束焊接線能量為參照對象、對電子束流和焊接速度進行選擇組合，通過調整電子束掃描的掃描方式、掃描幅度和掃描頻率對鈦合金板進行焊接，改善焊縫橫截面的幾何形貌，使得焊縫焊接截面在熔深方向上呈現平行型幾何特征形貌，獲得該工藝方法的工藝參數。

步驟3：采用該工藝參數對艙體壁厚56mm、外徑SR1106的鈦合金球形艙體的上、下半球殼進行焊接，獲得在焊縫熔深方向上焊縫正面余量預留區域T1＝5mm、中間平行型焊縫橫截面獲取區域T2＝56mm、焊縫根部余量預留區域T3＝8mm的電子束焊縫橫截面；

步驟4：加工去除焊縫正面余量預留區域與焊縫根部余量預留區域后可獲得熔深為56mm在焊縫熔深方向上呈平行型幾何特征形貌的電子束焊縫橫截面。

7.根據權利要求6所述的一種獲取大厚度鈦合金電子束焊接平行型焊縫的工藝方法，其特征在于，所述工藝方法的工藝參數為加速電壓150KV、工作距離800mm、聚焦電流2290mA、電子束流160mA、焊接速度5.5mm/s、掃描波形為圓形、掃描幅值0.2/0.2、掃描頻率900HZ。

8.根據權利要求7所述的一種獲取大厚度鈦合金電子束焊接平行型焊縫的工藝方法，其特征在于，所述鈦合金板優化調整參數的方式包括如下過程：在所述鈦合金鋁板上焊接若干焊縫，每一條焊縫上設置有若干參數試驗區段，任兩個所述參數試驗區段通過緩沖區過渡。

9.根據權利要求8所述的一種獲取大厚度鈦合金電子束焊接平行型焊縫的工藝方法，其特征在于，任一個所述參數試驗區段為50mm，任一個所述緩沖區為5mm。

10.根據權利要求8或9所述的一種獲取大厚度鈦合金電子束焊接平行型焊縫的工藝方法，其特征在于，任兩條焊縫之間的間距大于等于15mm。