三维曲线电子束焊方法技术

本发明专利技术公开了一种三维曲线电子束焊方法，包括以下步骤：焊前处理；点焊连接；装夹找正；生成三维焊缝曲线轨迹数控程序：设立局部坐标系并提取三维焊缝曲线后，在编程软件中选取三维焊缝曲线的表面轮廓曲线和底部轮廓曲线并分别采用编程方式后，获取表面轮廓曲线各走刀点的X、Y、Z三轴坐标的点位数据及各走刀点的Z轴厚度，再将各Z轴坐标的点位数据转换为相对局部坐标系原点变化的聚焦电流，将各Z轴厚度转换为对应的电子束流，并根据各走刀点X、Y轴坐标的点位数据、聚焦电流参数及电子束流参数编制出三维焊缝曲线轨迹的电子束焊程序；电子束焊：将电子束焊程序导入电子束焊机的控制系统，得到局部坐标系原点的聚焦电流参数后进行电子束焊。

Three dimensional curve electron beam welding

【技术实现步骤摘要】
三维曲线电子束焊方法
本专利技术涉及空间三维曲线电子束焊领域，特别地，涉及一种三维曲线电子束焊方法。
技术介绍
在某些回转体类型的零件上，如果需要在侧壁焊接一个大直径的安装座，则焊缝即为回转体与回转体的相贯线，如附图图1所示，其是一种空间三维曲线，如附图图2所示。焊缝表面随曲线连续变化，进而造成了焦距的变化；同时由于两个回转体相贯角度任意，形成了沿相贯曲线连续非均匀变化的厚度截面，在电子束焊接时，由于电子束焊机的机械轴只有X、Y两个轴及一个转台轴，故一般只能够焊接截面等厚度的平面曲线焊缝，或者两圆柱体对接的环形焊缝，无法完成上述连续非均匀变截面变焦距的空间三维曲线的焊缝焊接。中国专利CN102416525(申请公布日期2012-04-18)中公开了一种“变截面结构燃气轮机机匣的电子束焊接方法”，该方法中阐述了一种水平法兰局部厚度相同、阶段厚度不同的变截面焊接方法，该方法中实现了分段厚度的水平焊缝焊接，以及一种厚度变化均匀的变截面焊接。但该方法无法实现空间三维曲线连续变焦距变截面，且变化规律非均匀的电子束焊焊接，如附图图3所示。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维曲线电子束焊方法，其特征在于，用于对连续非均匀变焦变截面的空间三维焊缝曲线进行焊接，电子束焊方法包括以下步骤：/n焊前处理：对母焊回转件(10)和待焊回转件(20)上待焊接处分别进行焊前处理；/n点焊连接：将焊接凸台(21)与连接通孔(101)进行点焊连接；/n装夹找正：通过焊接夹具将母焊回转件(10)装夹定位至电子束焊机的工作平台(30)上，并找正母焊回转件(10)以使母焊回转件(10)与工作平台(30)同回转中心，同时调整工作平台(30)以找正焊接凸台(21)的对称中心进而确定焊接中心；/n生成三维焊缝曲线轨迹数控程序：在焊接中心设立局部坐标系并提取三维焊缝曲线(40)后，在编...

【技术特征摘要】
1.一种三维曲线电子束焊方法，其特征在于，用于对连续非均匀变焦变截面的空间三维焊缝曲线进行焊接，电子束焊方法包括以下步骤：
焊前处理：对母焊回转件(10)和待焊回转件(20)上待焊接处分别进行焊前处理；
点焊连接：将焊接凸台(21)与连接通孔(101)进行点焊连接；
装夹找正：通过焊接夹具将母焊回转件(10)装夹定位至电子束焊机的工作平台(30)上，并找正母焊回转件(10)以使母焊回转件(10)与工作平台(30)同回转中心，同时调整工作平台(30)以找正焊接凸台(21)的对称中心进而确定焊接中心；
生成三维焊缝曲线轨迹数控程序：在焊接中心设立局部坐标系并提取三维焊缝曲线(40)后，在编程软件中选取三维焊缝曲线(40)的表面轮廓曲线和底部轮廓曲线并分别采用编程方式后，获取表面轮廓曲线各走刀点的X、Y、Z三轴坐标的点位数据及各走刀点的Z轴厚度，再将各走刀点Z轴坐标的点位数据转换为相对局部坐标系原点变化的聚焦电流，将各走刀点Z轴厚度转换为对应的电子束流，并根据各走刀点X、Y轴坐标的点位数据、聚焦电流参数及电子束流参数编制出三维焊缝曲线轨迹的电子束焊程序；
电子束焊：将电子束焊程序导入电子束焊机的控制系统，并得到局部坐标系原点的聚焦电流参数后对三维焊缝曲线(40)进行电子束焊。


2.根据权利要求1所述的三维曲线电子束焊方法，其特征在于，步骤“焊前处理”具体包括以下步骤：
接头准备：对待焊回转件(20)上焊接凸台(21)的外圆进行车削加工以保证焊接凸台(21)外圆的精度尺寸，对母焊回转件(10)上与焊接凸台(21)配合连接的连接通孔(101)的内圆进行数铣加工以保证所述连接通孔(101)内圆的精度尺寸；
焊前清理：对焊接凸台(21)外圆外周的内外表面、连接通孔(101)外周的内外表面分别进行打磨处理，以保证内外表面上无污染物附着；
装配组合：按焊接凸台(21)的外圆尺寸修配连接通孔(101)，以保证焊接凸台(21)与连接通孔(101)间的焊缝间隙及焊接凸台(21)与连接通孔(101)对接处的错位。


3.根据权利要求1所述的三维曲线电子束焊方法，其特征在于，步骤“点焊连接”具体包括以下步骤：
点焊定位：将焊接凸台(21)与连接通孔(101)进行点焊定位及连接；
定位后校正：校正焊接凸台(21)以保证焊接凸台(21)与连接通孔(101)两者对接处的内表面齐平。


4.根据权利要求1所述的三维曲线电子束焊方法，其特征在于，步骤“装夹找正”具体包括以下步骤：
母焊回转件(10)装夹找正：通过焊接夹具将母焊回转件(10)装夹定位至工作平台(30)上，并找正母焊回转件(10)上设计基准对工作平台(30)的跳动，以使母焊回转件(10)的回转中心与工作平台(30)的旋转中心同心；
待焊回转件(20)找正：倾转工作平台(30)以使待焊回转件(20)的回转中心与电子束方向重合，并利用电子束找正焊接凸台(21)的对称中心以确定焊接中心。


5.根据权利要求1所述的三维曲线电子束焊方法，其特征在于，步骤“生成三维焊缝曲线轨迹数控程序”具体包括以下步骤：
局部坐标系设立：在焊接凸台(21)上确定的焊接中心处设立局部坐标系；
点位数据及厚度获取：提取三维焊缝曲线(40...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁南翔，嵇佳佳，王海燕，唐承铁，刘杰，
申请(专利权)人：中国航发南方工业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43