一种预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法技术

本发明专利技术提供一种预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法，包括以下步骤：对搭接结构的上部材料进行加工，使所述上部材料的上表面具有预制凸台结构；对所述搭接结构的所述上部材料的结合面、所述搭接结构的下部材料的结合面以及所述预制凸台的表面进行焊前预处理；将所述上部材料置于所述下部材料上方，且所述上部材料与所述下部材料之间具有装配间隙，其中，所述预制凸台的中心线与所述搭接结构的焊接轨迹线重合；沿所述预制凸台的中心线进行电子束焊接。本发明专利技术提供的预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法保证了搭接结构的密封性，解决了对存在装配间隙的搭接结构直接电子束焊接时，焊缝上表面凹陷以及焊接结构密封性不足的问题，极大改进了焊接质量。极大改进了焊接质量。极大改进了焊接质量。

【技术实现步骤摘要】
一种预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法


[0001]本专利技术涉及金属材料加工
，具体而言，涉及一种预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法。

技术介绍

[0002]随着科技的快速进步以及工程领域的实际需求，不断推动着复杂结构搭接焊技术的发展。目前，在诸多搭接焊方法中，电子束焊接凭借功率密度大、焊接变形小等优点，能够实现复杂搭接结构的精密连接从而保证结构的服役可靠性，已成为目前工业界普遍采用的搭接焊方法。但是，由于搭接结构构造的复杂性，搭接材料之间难以避免地存在局部不连续的装配间隙。而装配间隙的存在会对搭接结构的连接造成影响，进而影响搭接结构整体的结构强度于密封性能。具体而言，直接对存在装配间隙的搭接结构进行电子束焊接，会导致焊缝金属从间隙处流失，进而使焊缝上表面处存在下榻与凹陷，使此处成为力学性能薄弱区。同时，焊缝金属的流失也会影响搭接结构的密封性能，严重影响结构质量。目前，为了解决此问题，一般会采用焊接前在焊缝上部增加垫片的方法，但是这种方法会增加新的搭接面从而影响焊缝性能，且存在复杂形状的焊缝垫片难以装夹等问题，垫片尺寸通常也没有标准，影响了其使用性能，导致焊缝品质难以控制。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的问题是提供一种提高搭接焊焊接质量以及密封性的预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法。
[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法，包括以下步骤：
[0005]步骤S1、对搭接结构的上部材料进行加工，使所述上部材料的上表面具有预制凸台结构；
[0006]步骤S2、对所述搭接结构的所述上部材料的结合面、所述搭接结构的下部材料的结合面以及所述预制凸台的表面进行焊前预处理；
[0007]步骤S3、将所述上部材料置于所述下部材料上方，且所述上部材料与所述下部材料之间具有装配间隙，其中，所述预制凸台的中心线与所述搭接结构的焊接轨迹线重合；
[0008]步骤S4、沿所述预制凸台的中心线进行电子束焊接。
[0009]优选地，所述步骤S1中，在所述上部材料的上表面上以所述搭接结构的焊接轨迹线为中心轴线预留出所述预制凸台的区域，沿所述上部材料的厚度方向对其余部分进行切削加工，使所述上部材料的上表面具有所述预制凸台结构。
[0010]优选地，所述预制凸台的宽度为1.5
‑
6mm。
[0011]优选地，所述预制凸台的高度大于或等于所述装配间隙的高度。
[0012]优选地，所述预制凸台的高度为0.4
‑
4mm。
[0013]优选地，所述步骤S2中，对所述搭接结构的所述上部材料的结合面、所述搭接结构
的下部材料的结合面以及所述预制凸台的表面进行打磨，并采用丙酮进行清洗。
[0014]优选地，所述步骤S4中，使电子束竖直向下穿过所述预制凸台的中心线处的所述上部材料和所述装配间隙，到达所述下部材料的内部，对所述搭接结构进行电子束焊接。
[0015]优选地，所述步骤S4中，在焊接过程中，使电子束沿所述预制凸台的中心线移动。
[0016]优选地，所述步骤S4中，在气压低于5
×
10
‑2Pa的真空室中进行电子束焊接。
[0017]优选地，所述步骤S4中，在焊接过程中，阴极加速电压为50kV，电子束束流为50mA，焊接速度为17mm/s。
[0018]本专利技术通过在搭接结构的上部材料上表面加工预制凸台结构，结合电子束焊接方式，对搭接结构的上部材料和下部材料进行搭接焊，焊接过程中，电子束轰击预制凸台，并使上部材料和下部材料之间的装配间隙形成一个狭窄的熔化区域，熔化后的上部材料与下部材料在电子束的冲击作用下相互搅拌，凝固后形成搭接焊缝，使搭接结构相互连接，在此过程中，熔化的预制凸台对装配间隙中流失的焊缝材料形成补充，保证了搭接结构的密封性，解决了对存在装配间隙的搭接结构直接电子束焊接时，焊缝上表面凹陷以及焊接结构密封性不足的问题，极大改进了焊接质量，此外，对上部材料和下部材料进行焊前预处理能够去除表面杂质，保证焊接质量，预制凸台中心线与搭接结构的焊接轨迹线重合能够在电子束焊接过程中充分利用预制凸台弥补从装配间隙处流失的熔池材料。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例中预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法的流程示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例中在上部材料上表面加工预制凸台结构的示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例中对搭接结构进行电子束搭接焊的示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例1中焊接接头的焊缝表面光学显微镜分析图；
[0023]图5为本专利技术实施例1中焊接接头的焊缝截面光学显微镜分析图；
[0024]图6为本专利技术实施例2中焊接接头的焊缝截面光学显微镜分析图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例中的特征可以相互组合。术语“包含”、“包括”、“含有”、“具有”的含义是非限制性的，即可加入不影响结果的其它步骤和其它成分。以上术语涵盖术语“由
……
组成”和“基本上由
……
组成”。如无特殊说明的，材料、设备、试剂均为市售。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0028]在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的
至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
[0029]本专利技术实施例提供一种预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0030]步骤S1、对搭接结构的上部材料进行加工，使所述上部材料的上表面具有预制凸台结构；
[0031]步骤S2、对所述搭接结构的所述上部材料的结合面、所述搭接结构的下部材料的结合面以及所述预制凸台的表面进行焊前预处理；
[0032]步骤S3、将所述上部材料置于所述下部材料上方，且所述上部材料与所述下部材料之间具有装配间隙，其中，所述预制凸台的中心线与所述搭接结构的焊接轨迹线重合；
[0033]步骤S4、沿所述预制凸台的中心线进行电子束焊接。
[0034]其中，搭接结构的上部材料和下部材料可以为同种材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、对搭接结构的上部材料进行加工，使所述上部材料的上表面具有预制凸台结构；步骤S2、对所述搭接结构的所述上部材料的结合面、所述搭接结构的下部材料的结合面以及所述预制凸台的表面进行焊前预处理；步骤S3、将所述上部材料置于所述下部材料上方，且所述上部材料与所述下部材料之间具有装配间隙，其中，所述预制凸台的中心线与所述搭接结构的焊接轨迹线重合；步骤S4、沿所述预制凸台的中心线进行电子束焊接。2.根据权利要求1所述的预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法，其特征在于，所述步骤S1中，在所述上部材料的上表面上以所述搭接结构的焊接轨迹线为中心轴线预留出所述预制凸台的区域，沿所述上部材料的厚度方向对其余部分进行切削加工，使所述上部材料的上表面具有所述预制凸台结构。3.根据权利要求2所述的预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法，其特征在于，所述预制凸台的宽度为1.5
‑
6mm。4.根据权利要求2所述的预制凸台结构电子束搭接焊与密封方法，其特征在于，所述预制凸台的高度大于或等于所述装配间隙的高度。5.根据权利要求4所述的预制凸台结构电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：王厚勤，张秉刚，王一帆，王晓冰，熊海峰，李赫，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：