本发明专利技术公开了一种航空零件的电子束焊接方法，预先测量零件，获取零件的待焊圆形焊缝的测量直径，然后将零件固定于电子束焊接设备的工作台上，通过抽真空装置抽取真空，待真空度达到要求后，移动工作台，以使电子枪发出的小束流对正待焊圆形焊缝，根据测量直径快速移动工作台，再通过四点找正快速找到待焊圆形焊缝的圆心，以使电子枪发出的电子束流可以精准的打在待焊圆形焊缝上，提高电子束焊接质量，避免零件出现未溶合和未焊透的焊接缺陷，本发明专利技术的找正过程简单，操作难度低，大大提高了零件电子束焊接的加工效率，缩短了零件的加工周期。本发明专利技术还公开了一种采用上述航空零件的电子束焊接方法的电子束焊接装置。子束焊接方法的电子束焊接装置。子束焊接方法的电子束焊接装置。
【技术实现步骤摘要】
航空零件的电子束焊接方法及电子束焊接装置
[0001]本专利技术涉及电子束焊接
，特别地，涉及一种航空零件的电子束焊接方法。此外，本专利技术还涉及一种包括上述航空零件的电子束焊接方法的电子束焊接装置。
技术介绍
[0002]焊接是机械制造领域的关键技术之一，特别是在核电、石油化工、汽车、航空航天等领域中有着广泛的应用。焊接技术中的电子束焊接是一种高能束焊接，最大的功率密度可达107‑
109W/cm2，并且电子束焊接还具备氧化少、变形小及质量高等特点，因此电子束焊接广泛应用于航空和航天等领域中。
[0003]由于电子束焊接的能量非常集中，且其电子束流光斑的直径很小，导致电子束焊缝很窄，因此，电子束焊接对于焊前的装配间隙要求极高，焊前装配间隙一般都很小，且由于焊接时电子束流需要精确地打在待焊焊缝的中央位置，否则焊缝的质量将会大受影响，因此焊接过程中对于找正焊缝的要求很高。
[0004]然而，现有的一种平面上包含多条圆形焊缝的航空零件通过电子束流焊接时，由于圆形焊缝轨迹的圆心与零件的外轮廓圆心通常不在同一条轴线上，导致电子束焊接时找正过程繁琐，操作难度高、加工效率低，而一旦未找正焊缝，导致电子束焊接的质量下降，使零件出现未溶合和未焊透等焊接缺陷甚至是报废。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供了一种航空零件的电子束焊接方法及电子束焊接装置，以解决现有的零件通过电子束焊接时找正繁琐、操作难度高以及加工效率低的技术问题。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种航空零件的电子束焊接方法，圆形焊缝轨迹的圆心与零件的外轮廓圆心处于不同轴线上，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过测量零件上的待焊圆形焊缝，获取零件的待焊圆形焊缝的测量直径；(2)将零件固定于电子束焊接设备的工作台上并抽取真空，使电子束焊接设备的工作腔内达到预设真空度；(3)沿X轴和Y轴移动工作台，以使电子枪发出的小束流对准待焊圆形焊缝的切点a；(4)切点a为Y轴或Y轴的平行线与待焊圆形焊缝相切的点，根据测量直径并以切点a为原点沿X轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点b，并获取切点b的X轴坐标值x1，沿X轴移动再沿Y轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点c，以切点c为原点沿Y轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点d，并获取切点d的Y轴坐标值y1，沿Y轴移动以获得待焊圆形焊缝的半径和圆心e，待焊圆形焊缝的半径为(x1+y1)/4；或者切点a为X轴或X轴的平行线与待焊圆形焊缝相切的点，根据测量直径并以切点a为原点沿Y轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点b，并获取切点b的Y轴坐标值y1，沿Y轴移动再沿X轴移动工作
台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点c，以切点c为原点沿X轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点d，并获取切点d的X轴坐标值x1，沿X轴移动以获得待焊圆形焊缝的半径和圆心e，待焊圆形焊缝的半径为(x1+y1)/4；(5)根据待焊圆形焊缝的半径和圆心e设置焊接参数和焊接程序，然后开启焊接程序，电子枪发出电子束流焊接零件。
[0007]进一步地，步骤以使电子枪发出的小束流对准待焊圆形焊缝的切点a之后，还包括以下步骤，通过相机观察小束流在零件待焊圆形焊缝上的光斑，根据光斑的大小使用微调手轮沿光斑靠近待焊圆形焊缝的中央位置的方向移动工作台，以使光斑对准待焊圆形焊缝的中央位置；和/或步骤使小束流对准待焊圆形焊缝的切点b之后，还包括以下步骤，通过相机观察小束流在零件待焊圆形焊缝上的光斑，根据光斑的大小使用微调手轮沿光斑靠近待焊圆形焊缝的中央位置的方向移动工作台，以使光斑对准待焊圆形焊缝的中央位置；步骤使小束流对准待焊圆形焊缝的切点c之后，还包括以下步骤，通过相机观察小束流在零件待焊圆形焊缝上的光斑，根据光斑的大小使用微调手轮沿光斑靠近待焊圆形焊缝的中央位置的方向移动工作台，以使光斑对准待焊圆形焊缝的中央位置；步骤使小束流对准待焊圆形焊缝的切点d之后，还包括以下步骤，通过相机观察小束流在零件待焊圆形焊缝上的光斑，根据光斑的大小使用微调手轮沿光斑靠近待焊圆形焊缝的中央位置的方向移动工作台，以使光斑对准待焊圆形焊缝的中央位置。
[0008]进一步地，微调手轮的微调精度为0.01mm
‑
0.001mm。
[0009]进一步地，焊接参数包括：加速电压U＝140
±
14KV，聚焦电流：I＝2.215
±
0.221A，焊接电流I＝10
±
1mA，焊接速度F＝500
±
50mm/min。
[0010]进一步地，小束流的工作电流为0.01mA
‑
0.03mA。
[0011]进一步地，预设真空度的取值范围为1.0
×
10
‑4pa
‑
1.0
×
10
‑6pa。
[0012]进一步地，步骤(1)之前，还包括以下步骤；首先去除零件待焊圆形焊缝处的氧化层，然后将零件待焊圆形焊缝处擦拭干净。
[0013]进一步地，零件的装配间隙的大小范围为0.02mm
‑
0.10mm。
[0014]进一步地，零件的待焊圆形焊缝的直径的大小范围为2mm
‑
1000mm。
[0015]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种电子束焊接装置，采用上述的航空零件的电子束焊接方法。
[0016]本专利技术具有以下有益效果：
[0017]本专利技术的航空零件的电子束焊接方法，通过测量零件上的待焊圆形焊缝，获取零件的待焊圆形焊缝的测量直径，然后将零件固定于电子束焊接设备的工作台上，通过抽真空装置抽取真空，使电子束焊接设备的工作腔内达到预设真空度，确保电子枪能产生小束流和电子束流；根据数控系统的XY轴坐标系，沿X轴和Y轴移动工作台，使小束流与零件之间发生相对运动，经移动工作台，以使电子枪发出的小束流对准待焊圆形焊缝的切点a，切点a为Y轴或Y轴的平行线与待焊圆形焊缝相切的点，根据测量直径并以切点a为原点沿X轴快速移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点b，而过切点并垂直于切线的线段经过圆心，而圆上过圆心的线段的中点为待焊圆形焊缝的圆心；进而获取切点b的X轴坐标值x1，沿X轴移动再沿Y轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点c，以切点c为原点沿
Y轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点d，进而获取边界点d的Y轴坐标值y1，沿Y轴移动工作台，以获得待焊圆形焊缝的半径和圆心e，待焊圆形焊缝的半径为(x1+y1)/4；；相应地，当切点a为X轴或X轴的平行线与待焊圆形焊缝相切的点时，先沿Y轴移动工作台，再沿X轴移动工作台，快速获取待焊圆形焊缝的半径和圆心e。再根据待焊圆形焊缝的轨迹设置焊接参数，电子枪根据焊接参数开启电子束流完成零件的焊接。本方案在电子束焊接过程中，通过待焊圆形焊缝的上的四个切点和测量直径，迅速找到待焊圆形焊缝的半径和圆心e，使电子枪发出的小束流对正待焊圆形焊缝，以使电子枪本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种航空零件的电子束焊接方法，圆形焊缝轨迹的圆心与零件的外轮廓圆心处于不同轴线上，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过测量零件上的待焊圆形焊缝，获取零件的待焊圆形焊缝的测量直径；(2)将零件固定于电子束焊接设备的工作台上并抽取真空，使电子束焊接设备的工作腔内达到预设真空度；(3)沿X轴和Y轴移动工作台，以使电子枪发出的小束流对准待焊圆形焊缝的切点a；(4)切点a为Y轴或Y轴的平行线与待焊圆形焊缝相切的点，根据测量直径并以切点a为原点沿X轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点b，并获取切点b的X轴坐标值x1，沿X轴移动
‑
再沿Y轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点c，以切点c为原点沿Y轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点d，并获取切点d的Y轴坐标值y1，沿Y轴移动
‑
以获得待焊圆形焊缝的半径和圆心e，待焊圆形焊缝的半径为(x1+y1)/4；或者切点a为X轴或X轴的平行线与待焊圆形焊缝相切的点，根据测量直径并以切点a为原点沿Y轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点b，并获取切点b的Y轴坐标值y1，沿Y轴移动
‑
再沿X轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点c，以切点c为原点沿X轴移动工作台，使小束流对准待焊圆形焊缝的切点d，并获取切点d的X轴坐标值x1，沿X轴移动
‑
以获得待焊圆形焊缝的半径和圆心e，待焊圆形焊缝的半径为(x1+y1)/4；(5)根据待焊圆形焊缝的半径和圆心e设置焊接参数和焊接程序，然后开启焊接程序，电子枪发出电子束流焊接零件。2.根据权利要求1所述的航空零件的电子束焊接方法，其特征在于，步骤以使电子枪发出的小束流对准待焊圆形焊缝的切点a之后，还包括以下步骤，通过相机观察小束流在零件待焊圆形焊缝上的光斑，根据光斑的大小使用微调手轮沿光斑靠近待焊圆形焊缝的中央位置的方向移动工作台，以使光斑对准待焊圆形焊缝的中央位置；和/或步骤使小束流对准待焊圆形焊缝的切点b之后，还包括以下步骤，通过相机观察小束流在零件待焊圆形焊缝上的光斑，根据光斑的大小使用微调手轮沿光斑靠近待焊圆形焊缝的中央位置的方向移动工作台，以使光斑对准待焊圆形焊缝的中央位置；步骤使小束流对准待焊圆形...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭修葳，陈卫，李杲松，袁南翔，
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：
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