[發(fā)明專利]一種電子束焊接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210879979.9
• 申請(qǐng)日: 2022-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115319256B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙桐;唐振云;付鵬飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空制造技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): B23K15/00
• 分類號(hào): B23K15/00;B23K15/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種電子束焊接方法，用于提高待焊工件（1）上焊縫的焊接質(zhì)量，其特征在于，包括步驟如下：

步驟S1：設(shè)計(jì)能夠使所述電子束在所述待焊工件（1）的所述焊縫上同時(shí)形成多個(gè)電子束斑的電子束斑參數(shù)信息，所述電子束斑參數(shù)信息包括電子束斑的數(shù)量、各電子束斑的間距以及沿所述焊縫的長(zhǎng)度方向的各電子束斑的能量比；步驟S1中的設(shè)計(jì)所述電子束斑參數(shù)信息包括以下步驟：

步驟S11：根據(jù)所述待焊工件（1）的材料屬性、厚度以及焊縫形式，設(shè)置不同數(shù)量的所述電子束斑；

步驟S12：在所述待焊工件（1）上構(gòu)建平面直角坐標(biāo)系，并在所述平面直角坐標(biāo)系內(nèi)設(shè)置處于不同坐標(biāo)位置的各所述電子束斑；以所述待焊工件（1）的焊縫的長(zhǎng)度方向?yàn)閄軸，垂直于焊縫的方向?yàn)閅軸構(gòu)建所述平面直角坐標(biāo)系；

步驟S13：根據(jù)不同的焊接需求來(lái)設(shè)置各所述坐標(biāo)位置處的掃描點(diǎn)數(shù)量，各所述掃描點(diǎn)數(shù)量的比值為各電子束斑的能量比，各所述掃描點(diǎn)均布置在所述X軸上；

步驟S14：基于各所述電子束斑的坐標(biāo)位置利用數(shù)學(xué)公式計(jì)算出各相鄰兩個(gè)所述電子束斑的間距；

步驟S2：選取與所述待焊工件（1）具有相同性質(zhì)的試驗(yàn)樣板，并將所述試驗(yàn)樣板安裝于用于焊接所述待焊工件（1）的電子束焊機(jī)上，所述相同性質(zhì)包括材料屬性、厚度、焊縫形式以及焊縫長(zhǎng)度均相同；

步驟S3：將步驟S1中的所述電子束斑參數(shù)信息加載到所述電子束焊機(jī)的控制面板上，同時(shí)驅(qū)動(dòng)所述試驗(yàn)樣板沿所述焊縫的長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)并觀測(cè)各所述電子束斑在所述試驗(yàn)樣板上形成的運(yùn)動(dòng)軌跡是否均與所述焊縫的長(zhǎng)度方向重合，若重合，則進(jìn)入步驟S4；若不重合，則進(jìn)入步驟S5；

步驟S4：加載所述電子束焊機(jī)的焊接參數(shù)與所述電子束斑參數(shù)信息，控制各所述電子束斑對(duì)所述試驗(yàn)樣板上的焊縫進(jìn)行焊接，得到多個(gè)成型焊縫；

步驟S5：調(diào)整所述試驗(yàn)樣板在所述電子束焊機(jī)的位置或者各電子束斑在所述試驗(yàn)樣板上的位置，使得各所述電子束斑的運(yùn)動(dòng)軌跡均與所述焊縫的長(zhǎng)度方向重合后進(jìn)入步驟S4；

步驟S6：根據(jù)所述成型焊縫的質(zhì)量來(lái)調(diào)整所述電子束斑參數(shù)信息以及所述電子束焊機(jī)的焊接參數(shù)并獲取目標(biāo)電子束斑參數(shù)信息以及電子束焊機(jī)的目標(biāo)焊接參數(shù)；

步驟S7：加載所述目標(biāo)電子束斑參數(shù)信息并將所述目標(biāo)焊接參數(shù)輸入所述電子束焊機(jī)的控制面板上，使得各所述電子束斑在所述目標(biāo)焊接參數(shù)的作用下對(duì)所述待焊工件（1）上的焊縫進(jìn)行焊接，得到符合焊接質(zhì)量要求的目標(biāo)焊縫。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束焊接方法，其特征在于，所述步驟S5包括通過(guò)調(diào)整各所述電子束斑在所述平面直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)位置，使得各所述電子束斑的運(yùn)動(dòng)軌跡與所述焊縫的長(zhǎng)度方向重合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束焊接方法，其特征在于，所述步驟S4中還包括：

步驟S41：根據(jù)所述待焊工件（1）的材料屬性設(shè)置多個(gè)所述電子束焊機(jī)的焊接參數(shù)以及對(duì)應(yīng)多個(gè)所述電子束斑參數(shù)信息；

步驟S42：加載各所述焊接參數(shù)和各所述電子束斑參數(shù)信息，控制各所述電子束斑對(duì)所述試驗(yàn)樣板的焊縫進(jìn)行焊接，得到多個(gè)不同焊接質(zhì)量的所述成型焊縫。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束焊接方法，其特征在于，所述步驟S6中還包括：

步驟S61：對(duì)所述成型焊縫進(jìn)行金相剖切處理來(lái)觀測(cè)所述焊縫的截面形貌；

步驟S62：對(duì)所述成型焊縫進(jìn)行X射線探傷處理來(lái)檢測(cè)所述焊縫的內(nèi)部質(zhì)量；

步驟S63：再調(diào)整所述電子束焊機(jī)的焊接參數(shù)以及所述電子束斑參數(shù)信息直至所述截面形貌與所述內(nèi)部質(zhì)量均符合所述目標(biāo)焊縫的焊接質(zhì)量要求并確認(rèn)所述焊接參數(shù)為所述目標(biāo)焊接參數(shù)以及所述電子束斑參數(shù)信息為所述目標(biāo)電子束斑參數(shù)信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子束焊接方法，其特征在于，所述步驟S6中還包括測(cè)量所述成型焊縫的焊縫熔深是否達(dá)到所述目標(biāo)焊縫的焊接質(zhì)量要求，若不滿足，則再次調(diào)整所述電子束焊機(jī)的焊接參數(shù)以及所述電子束斑參數(shù)信息直至所述成型焊縫的焊縫熔深符合所述目標(biāo)焊縫的焊接質(zhì)量要求。