一种宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法技术

本发明专利技术属于电子束焊接技术领域，具体为一种宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，它适用于缝隙为0.5～3mm的待焊坯料的真空电子束封装过程。该工艺包括：首先将待焊坯料进行机械打磨并将待焊接面进行清洁处理，将待焊坯料进行堆垛，使各待焊坯料上下平面相对；堆垛后的坯料抽真空后对缝隙上沿坯料进行小束流扫描预焊接，然后对缝隙下沿坯料进行小束流扫描预焊接，最后用组件焊接束流对缝隙进行正式焊接。本发明专利技术通过对缝隙上下坯料进行电子束扫描焊接，使缝隙上下坯料局部自身熔化，从而减小了缝隙宽度，避免了由于待焊坯料间缝隙过大无法通过真空电子束方法焊接的难题，省去了坯料机加工过程，提高了工作效率。提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法


[0001]本专利技术属于电子束焊接
，具体为一种宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，它适用于缝隙为0.5～3mm的待焊坯料的真空电子束封装过程。

技术介绍

[0002]金属构筑成形技术是近10年来提出的一项全新的大锻件制造技术，该项技术以多块均质化的小尺寸板坯为基元，经表面清洁、真空封装、高温加热、变形连接、锻造成形等步骤，消除界面，实现“无痕”连接，最终获得一体化的大尺寸均质构件。这项技术将传统的锻造手段和新兴的增材制造巧妙结合，大幅缩短了实验室材料到工程化构件在性能水平上的差距，特别适合解决核电领域关键大构件的均质化制备难题。
[0003]传统上，使用金属构筑成形技术时采用真空电子束焊接或手工焊接的方法进行真空封装，以使构筑基元之间保持真空状态，在后续热变形过程中实现完全的连接。然而，对于一部分待焊接金属，由于其表面加工不平整或前序焊接变形导致表面不平整，进而导致在堆垛组坯后相邻两块坯料具有较大缝隙，无法采用真空电子束直接进行封焊，或在焊接完成后会发生漏焊、深坑以及开裂现象，导致构筑基元之间的破真空，界面被大气污染，发生氧化，会直接导致构筑失败。因此，如果能通过新技术解决采用真空电子束焊接宽缝隙坯料的焊接难题，将大幅提升宽缝隙坯料的封焊效率，进而提升生产力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，用于解决无法采用真空电子束焊接较宽缝隙坯料的焊接难题。
[0005]本专利技术的技术方案是：
>[0006]一种宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，待焊坯料间缝隙为0.5～3mm，真空电子束焊接时，首先对坯料进行焊接前预焊接，即将待焊坯料缝隙的上沿和下沿分别用电子束扫描预焊接，以缩小缝隙宽度，然后对焊缝进行组件正式焊接。
[0007]所述的宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，包括如下步骤：
[0008]1)将待焊坯料进行机械打磨并将待焊接面进行清洁处理；
[0009]2)将待焊坯料进行堆垛，使相邻两块待焊坯料上下表面接触对齐；
[0010]3)将堆垛后的待焊坯料放入真空室抽真空，使相邻两块待焊坯料之间为真空状态；
[0011]4)首先采用较小束流沿待焊坯料间缝隙的上沿进行扫描预焊接，然后对缝隙下沿进行扫描预焊接，从而缩小待焊坯料间缝隙宽度，使缝隙达到可直接采用电子束焊接的水平；
[0012]5)采用焊接束流对待焊坯料进行组件焊接，焊缝环绕待焊坯料四周，实现相邻两块待焊坯料的真空封装，使待焊坯料之间的真空状态在出真空室后仍然保持。
[0013]所述的宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，在步骤2)中，待焊坯料对齐后相邻待
焊坯料错边量不大于2mm。
[0014]所述的宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，在步骤3)中，真空室的真空度≤8
×
10
‑2Pa。
[0015]所述的宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，采用电子束对待焊坯料缝隙上沿进行扫描预焊接时，电子束扫描中心位置为距离缝隙上沿待焊坯料的0.3～2mm处，扫描半径0.5～3mm；加速电压为80～100kV，焊接束流为50～100mA，扫描速度为150～400mm/min。
[0016]所述的宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，采用电子束对待焊坯料缝隙下沿进行扫描预焊接时，电子束扫描中心位置为距离缝隙下沿待焊坯料的0.3～2mm处，扫描半径0.5～3mm；加速电压为80～100kV，焊接束流为50～100mA，扫描速度为150～400mm/min。
[0017]所述的宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，在步骤5)中，焊接顺序为：先焊接一条边，然后将待焊坯料旋转180
°
，焊接第二条边，再旋转90
°
焊接第三条边，最后旋转180
°
焊接第4条边；多层焊缝同时焊接时，焊接顺序由上到下按层焊接。
[0018]所述的宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，进行组件正式焊接时，焊接加速电压为80～100kV，焊接束流为80～150mA，焊接速度为150～300mm/min。
[0019]本专利技术的设计思想是：
[0020]本专利技术通过对待焊坯料焊缝附近局部坯料施行扫描预焊接，通过电子束扫描焊接使缝隙边缘金属熔化，从而减小缝隙宽度达到可焊水平，最后采用电子束完成组件正式焊接。
[0021]相对于现有技术，本专利技术的优点及有益效果是：
[0022]1、使用本专利技术可以实现宽缝隙坯料的电子束焊接，进而实现坯料的真空封装。现有的电子束焊接技术对待焊接金属的缝隙要求较高，一般要求缝隙小于0.5mm，对于缝隙较大的坯料，通常采用机加工的方式，提高坯料的平整度，减小组坯后坯料的缝隙，工艺复杂生产效率低。对于部分大尺寸的坯料通过机加工提高平整度难度较大，或在前序焊接过程中坯料发生变形导致不平整，如果直接采用电子束焊接时，在焊接过程中容易形成漏焊、凹坑、裂纹等焊接缺陷，导致坯料的真空封装失效。本专利技术提出的真空电子束封装方法，可以通过对缝隙上下沿局部坯料实施扫描预焊接，可以有效减小待焊坯料缝隙，而且有足够的熔深，避免焊缝开裂，从而能够保持坯料之间界面的真空状态，实现宽缝隙坯料的真空电子束焊接。
[0023]2、本专利技术通过对缝隙上下坯料进行电子束扫描焊接，使缝隙上下沿局部坯料自身熔化，从而减小了缝隙宽度，避免了由于待焊坯料间缝隙过大无法通过真空电子束的方法焊接的难题，省去了坯料机加工过程，提高了工作效率。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要的附图做简单地介绍：
[0025]图1为电子束扫描预焊接缝隙上沿示意图。
[0026]图2为电子束扫描预焊接缝隙下沿示意图。
[0027]图中编号说明：1电子束发射枪，2电子束，3待焊坯料，4缝隙，5缝隙上沿，6缝隙下沿，7扫描中心。
具体实施方式
[0028]在具体实施过程中，本专利技术提供一种宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，首先以锻坯、铸坯、轧坯等为焊接坯料，通过表面机加工和清洁处理后，将两个以上的待焊坯料堆垛在一起，使其相邻待焊坯料对齐放置。随后将堆垛后的两个以上待焊坯料放入真空室抽真空，采用电子束对坯料间的缝隙上沿和下沿进行扫描预焊接，从而减小缝隙宽度，使之达到可直接焊接状态；预焊接后开始对缝隙进行正式焊接，最终实现坯料的真空封焊。该方法的具体步骤如下：
[0029]第一步，将加工后的待焊坯料上下表面进行清洁处理，可采用机加工、打磨、清洗液清洗、激光清洗、电解抛光等方法。
[0030]第二步，将清理后的多块构筑基元进行堆垛，使各待焊坯料上下平面相对，相邻两块基元的上下表面接触对齐，对齐后错边量不大于2mm。
[0031]第三步，将堆垛后的坯料放入真空室抽真空，使相邻两块坯料之间为真空状态，真空室的真空度应≤8
×
10
‑2Pa。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，待焊坯料间缝隙为0.5～3mm，其特征在于，真空电子束焊接时，首先对坯料进行焊接前预焊接，即将待焊坯料缝隙的上沿和下沿分别用电子束扫描预焊接，以缩小缝隙宽度，然后对焊缝进行组件正式焊接。2.根据权利要求1所述的宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将待焊坯料进行机械打磨并将待焊接面进行清洁处理；2)将待焊坯料进行堆垛，使相邻两块待焊坯料上下表面接触对齐；3)将堆垛后的待焊坯料放入真空室抽真空，使相邻两块待焊坯料之间为真空状态；4)首先采用较小束流沿待焊坯料间缝隙的上沿进行扫描预焊接，然后对缝隙下沿进行扫描预焊接，从而缩小待焊坯料间缝隙宽度，使缝隙达到可直接采用电子束焊接的水平；5)采用焊接束流对待焊坯料进行组件焊接，焊缝环绕待焊坯料四周，实现相邻两块待焊坯料的真空封装，使待焊坯料之间的真空状态在出真空室后仍然保持。3.根据权利要求2所述的宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，其特征在于，在步骤2)中，待焊坯料对齐后相邻待焊坯料错边量不大于2mm。4.根据权利要求2所述的宽缝隙坯料的真空电子束焊接方法，其特征在于，在步骤3)中，真空室的真空度≤8
×
10
‑2Pa。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙哲，李敏，徐斌，孙明月，任秀凤，刘朝晖，银伟，李殿中，
申请(专利权)人：伊莱特能源装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：