一种多层结构件的电子束焊接方法技术

本申请公开了一种多层板结构件的电子束焊接方法，该方法包括：对待焊接的结构件中相邻两层板的四个侧面分别进行点固焊；以及在所述结构件的待焊焊缝表面上指定位置设置电子束施焊轨迹，其中，在所述电子束施焊轨迹上焊缝首尾连接处设置指定重叠量；沿着所述电子束施焊轨迹对所述结构件进行正式焊接；其中，所述正式焊接所采用的聚焦电流为负值；对所述待焊焊缝表面进行电子束修饰焊接，并在焊接后进行真空退火处理得到焊接后的结构件。本申请解决了现有技术中电子束焊接不能满足实际需求的技术问题。的技术问题。的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多层结构件的电子束焊接方法


[0001]本申请涉及零件焊接
，尤其涉及一种多层板结构件的电子束焊接方法。

技术介绍

[0002]随着航空航天工业和制造技术的快速发展，飞行器产品性能对轻质、高强结构需求大幅提升，进而对飞行器产品零件的性能提出更高的要求。多层板结构件被广泛应用在飞行器产品中。以某飞行器防护部件为例，该防护部件由多层异种钛合金结构件相互叠加组成，例如，该多层异种钛合金实心结构件的层数≥7，单层厚度≥10mm，总厚度超过70mm。这种多层异种钛合金结构件对于焊接质量及一次合格率及密封性要求高、焊后排补困难，因此对焊接技术提出了较高要求。
[0003]目前，传统电子束焊接工艺由于热输入能量有限，焊接深度难以达到70mm以上，并且在焊接过程中极易在焊缝熔池中部深度处造成钉尖缺陷，并且多层板结构件穿透焊极易在结构件接触面产生气孔缺陷，对于超大厚度结构件(厚度超过70mm)，一旦产生该缺陷，很难去除；多层板结构件穿透焊接时易出现变形，导致接触面不贴合，从而导致多层板结构间出现未熔合。因此采用传统常规电子束焊接工艺方法难以获得满足GJB1718A
‑
2005《电子束焊接》标准中对I级接头的要求的产品。

技术实现思路

[0004]本申请解决的技术问题是：针对现有技术中电子束焊接不能满足实际需求，本申请提供了一种多层板结构件的电子束焊接方法，本申请实施例所提供的方案中，在对待焊接的结构件进行正式焊时，采用下焦(聚焦电流为负值)焊接的方式，由于聚焦电流为负值能有效控制焊接速度，有利于巧妙解决了多层板结构件进行电子束焊接易出现气孔缺陷无法排除的问题，保证了焊接质量和产品性能；另外，对待焊接的多层板结构件采用侧面点固焊、上表面采用正式焊以及修饰焊，且采用适宜的焊接参数，增大了焊接深度，保证焊接过程中多层结构不易因变形出现间隙，得到良好稳定的焊缝。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种多层板结构件的电子束焊接方法，该方法包括：对待焊接的结构件中相邻两层板的四个侧面分别进行点固焊；以及在所述结构件的待焊焊缝表面上指定位置设置电子束施焊轨迹，其中，在所述电子束施焊轨迹上焊缝首尾连接处设置指定重叠量；沿着所述电子束施焊轨迹对所述结构件进行正式焊接；其中，所述正式焊接所采用的聚焦电流为负值；对所述待焊焊缝表面进行电子束修饰焊接，并在焊接后进行真空退火处理得到焊接后的结构件。
[0006]可选地，对待焊接的结构件中相邻两层板的四个侧面分别进行点固焊，包括：采用手工氩弧焊分别对所述结构件中相邻两层板的每个侧面进行点固焊，其中，所述点固焊的焊缝长度为10mm～20mm，深度为1mm～2mm。
[0007]可选地，所述手工氩弧焊所采用的焊接电流范围为30A～60A，钨极直径为2.0mm，氩气流量范围为5L/min～7L/min。
[0008]可选地，所述指定位置为所述待焊焊缝表面上距离所述结构件边缘20mm～30mm的位置。
[0009]可选地，所述正式焊接所采用的加速电压为150kV，聚焦电流为
‑
120～
‑
170mA，电子束流为210～270mA，焊接速度为500～900mm
·
min
‑1，扫描方式为圆形。
[0010]可选地，所述指定重叠量为20～30mm。
[0011]可选地，沿着所述电子束施焊轨迹对所述结构件进行正式焊接，包括：从所述电子束施焊轨迹起点开始，沿着所述电子束施焊轨迹所指定的方向依次进行焊接，并且在所述电子束施焊轨迹上焊缝首尾连接处根据所述指定重叠量进行焊接。
[0012]可选地，对所述待焊焊缝表面进行电子束修饰焊接，包括：设置焊接参数，基于所述焊接参数对所述待焊焊缝表面进行电子束修饰焊接，其中，所述焊接参数包括焦电流为+5mA～+20mA，电子束流为70mA～110mA，焊接速度为5000mm
·
min
‑1～9000mm
·
min
‑1，扫描方式为圆形。
[0013]可选地，所述正式焊接或者所述电子束修饰焊接所采用的扫描频率为400Hz～600Hz。
[0014]与现有技术相比，本申请实施例所提供的方案至少具有如下有益效果：
[0015]1、本申请实施例所提供的方案中，在对待焊接的结构件进行正式焊时，采用下焦(聚焦电流为负值)焊接的方式，由于聚焦电流为负值能有效控制焊接速度，有利于解决多层板结构件进行电子束焊接易出现气孔缺陷无法排除的问题，保证焊接质量和产品性能；另外，对待焊接的多层板结构件采用侧面点固焊、上表面采用正式焊以及修饰焊，且采用适宜的焊接参数，增大了焊接深度，保证焊接过程中多层结构不易因变形出现间隙，得到良好稳定的焊缝。
[0016]2、本申请实施例所提供的方案中，设计正式焊的聚焦电流值及焊接轨迹，采用较大的聚焦电流值沿焊接轨迹一次焊接完成，收弧点延长至起弧点之后20mm，防止了由于起弧或收弧的能量递增原因造成未焊透问题，保证焊透焊缝及多层板之间密封性。
[0017]3、本申请实施例所提供的方案中，待焊焊缝的下表面和上表面的焊接厚度方向增加2mm～3mm加工余量，焊后可视情况进行机械加工保证多层结构间外观质量。
[0018]4、本申请实施例所提供的方案中，适用于焊接厚度在70～130mm之间的超大厚度结构件电子束焊接，增加了电子束焊接的适用性。
附图说明
[0019]图1为本申请实施例所提供的一种多层板结构件的电子束焊接方法的流程示意图；
[0020]图2为本申请实施例所提供的一种多层板结构件的示意图；
[0021]图3为本申请实施例所提供的一种在多层板结构件上进行点固焊的示意图；
[0022]图4为本申请实施例所提供的一种在多层板结构件上设置电子束施焊轨迹的示意图。
具体实施方式
[0023]本申请实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是
全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0024]为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
[0025]以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种多层板结构件的电子束焊接方法做进一步详细的说明，该方法具体实现方式可以包括以下步骤(方法流程如图1所示)：
[0026]步骤101，对待焊接的结构件中相邻两层板的四个侧面分别进行点固焊；以及在所述结构件的待焊焊缝表面上指定位置设置电子束施焊轨迹，其中，在所述电子束施焊轨迹上焊缝首尾连接处设置指定重叠量。
[0027]在本申请实施实例所提供的方案中，待焊接的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层板结构件的电子束焊接方法，其特征在于，包括：对待焊接的结构件中相邻两层板的四个侧面分别进行点固焊；以及在所述结构件的待焊焊缝表面上指定位置设置电子束施焊轨迹，其中，在所述电子束施焊轨迹上焊缝首尾连接处设置指定重叠量；沿着所述电子束施焊轨迹对所述结构件进行正式焊接；其中，所述正式焊接所采用的聚焦电流为负值；对所述待焊焊缝表面进行电子束修饰焊接，并在焊接后进行真空退火处理得到焊接后的结构件。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对待焊接的结构件中相邻两层板的四个侧面分别进行点固焊，包括：采用手工氩弧焊分别对所述结构件中相邻两层板的每个侧面进行点固焊，其中，所述点固焊的焊缝长度为10mm～20mm，深度为1mm～2mm。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述手工氩弧焊所采用的焊接电流范围为30A～60A，钨极直径为2.0mm，氩气流量范围为5L/min～7L/min。4.如权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述指定位置为所述待焊焊缝表面上距离所述结构件边缘20mm～30mm的位置。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述正式焊接所采用的加速电压为150kV，聚焦电流为
‑
120～

【专利技术属性】
技术研发人员：武俊飞，王志敏，孙少波，孙璐璐，王舒，任金欣，王毅，
申请(专利权)人：北京航星机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：