一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置及加热方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电子束加工技术领域，具体是涉及一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置及加热方法。所述焊缝感应加热装置包括真空室及设于所述真空室内的：磁通感应加热带、升降移动臂；磁通感应加热带包括多个单元板，磁通感应加热带由多个单元板组装获得，组装获得磁通感应加热带的各单元板内部为形状相同、形状部分相同或形状各不相同的环形线圈；升降移动臂与磁通感应加热带连接，用于驱动磁通感应加热带靠近焊缝。其目的是可针对不同的焊接需求和工件形状进行灵活调整，从而实现更加精准的加热和焊接效果。加热和焊接效果。加热和焊接效果。

【技术实现步骤摘要】
一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置及加热方法


[0001]本申请涉及电子束加工
，具体是涉及一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置及加热方法。

技术介绍

[0002]电子束焊接具有大深宽比、真空环境焊接焊缝纯净度高、能量控制精确、工艺参数可重复性强、焊接过程自动化等优点，因此是一种航空航天等领域常用的优质焊接方法。随着航空工业等领域的发展，需要焊接的结构件尺寸逐渐突破常规大小向大尺寸发展。而电子束焊接由于真空室的限制越来越难以完成未来可预期的焊接任务。而局部真空电子束焊接是将传统的全封闭式的真空室替换为仅针对焊接位置进行局部真空保护的新型电子束焊接方法。这种方法解决了传统电子束焊接时工件尺寸受限于真空室大小的问题。
[0003]由于局部真空的维持需要在焊接位置附近形成一个真空环境，需要局部真空室对焊接位置附近使用加压和密封圈的方式防止抽真空的过程中外部大气漏入。因此，若焊接易变形的合金结构件时，结构件的变形将导致密封部位发生漏气，因此需要对易变形合金在焊前进行预热处理，减少随后焊接过程中的变形。但一般的焊前预热处理后零件放入局部真空室时由于没有实时加热，温度很快会降低失去减少变形的作用。此外，焊后也需要进行退火处理进一步缓解焊接完成后的变形，特别是对于易产生焊接裂纹的合金，同时焊后热处理也可以改善焊缝的组织和性能。因此，需要一种内置于局部真空室内的加热装置来实现焊缝的实时焊前加热和焊后退火。

技术实现思路

[0004]（一）要解决的技术问题本专利技术主要针对以上问题，提出了一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置及加热方法，其目的是解决现有加热方法对复杂焊缝传热效率慢、加热不均匀的问题。
[0005]（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术提供了一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置，包括真空室及设于所述真空室内的：磁通感应加热带，由多个单元板组装获得，相邻两单元板可拆卸连接，所述单元板内设有环形线圈；组装的所述磁通感应加热带中，各所述单元板内的环形线圈形状相同、部分相同或各不相同；第一升降移动臂，其与所述磁通感应加热带连接，用于驱动所述磁通感应加热带靠近焊缝。
[0006]进一步地，所述单元板内的环形线圈与相邻单元板内的环形线圈并联。
[0007]进一步地，所述环形线圈的形状为圆形、椭圆形及多边形中的一种。
[0008]进一步地，还包括设于所述真空室内的防护板，所述防护板用于将电子枪与所述磁通感应加热带分隔，所述防护板具有容电子枪发出的电子束射出的出束预留口。
[0009]进一步地，所述磁通感应加热带为横向磁通感应加热带,在待焊工件上焊缝的两侧分别设置所述横向磁通感应加热带，在待焊工件下焊缝的两侧分别设置所述横向磁通感应加热带。
[0010]进一步地，还包括设于所述真空室内的热电偶和第二升降移动臂，所述第二升降移动臂与所述热电偶连接，用于驱动所述热电偶靠近所述焊缝。
[0011]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置，包括真空室及设于所述真空室内的：磁通感应加热带，由柔性件和多个单元板组装获得，多个单元板依次可拆卸连接，部分相邻两单元板之间设置有柔性件，所述柔性件与所述单元板可拆卸连接，所述单元板内设有环形线圈；第一升降移动臂，其与所述磁通感应加热带连接，用于驱动所述磁通感应加热带靠近焊缝。
[0012]进一步地，各所述单元板内的环形线圈形状相同、部分相同或各不相同，所述环形线圈的形状为圆形、椭圆形及多边形中的一种。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供了一种加热方法，使用所述的局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置进行加热，包括以下步骤：将待焊接工件放入真空室，并抽真空，使用第一升降移动臂移动磁通感应加热带，使其靠近焊缝；启动磁通感应加热带，将焊缝加热至指定温度后开始焊接；打开电子枪的束流开关，在指定参数下完成焊接，关闭束流；将温度调整到设定的退火或回火温度后，保温设定时长，然后缓慢降温至室温，放气并打开局部真空室，取出工件。
[0014]进一步地，将焊缝加热至指定温度的步骤中：沿焊缝长度方向布置多个热电偶，由第二驱动臂驱动多个热电偶分别接触焊缝不同位置；根据焊缝不同位置，设定各焊缝不同位置所加热的指定温度；根据各焊缝不同位置所设定的指定温度控制磁通感应加热带中对应位置的环形线圈进行加热；在各焊缝不同位置加热到指定温度时，通过多个热电偶传递温度信息停止各对应位置的环形线圈加热。
[0015]（三）有益效果与现有技术相比，本专利技术提供的一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置及加热方法，通过磁通感应加热带对焊缝进行焊前预热或焊后退火热处理。该方案能够极大地缓解大尺寸结构件局部电子束焊接产生的变形，维持焊接过程中的局部真空，抑制焊接裂纹的产生，有利于大尺寸结构件快速短周期的研发和生产；另一方面，可根据焊缝的具体形状选择对应形状的环形线圈（如，当焊缝的具体形状涉及到拐角的部分，可在该区域选择对应形状的环形线圈），以实现更加精准的加热和焊接效果；也可以根据焊缝的具体形状选择组装成焊缝形状的磁通感应加热带（如，当焊缝为弧形结构时，可通过在单元板与单元板之间增设柔性件，使组装的磁通感应加热带摆放成弧形），以便能够更好地贴合工件和焊缝，
提高焊接质量。
附图说明
[0016]图1为本申请披露的一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置结构示意图。
[0017]图2为本申请披露的一种磁通感应加热带的俯视结构示意图。
[0018]图3为本申请披露的一种柔性的磁通感应加热带的柔性件俯视结构示意图。
[0019]图中所示的附图标记：1、工件；2、真空室；3、电子枪；4、热电偶；5、磁通感应加热带；6、第一升降移动臂；7、防护板；8、出束预留口；9、焊缝；10、线圈；11、单元板；12、柔性件。
具体实施方式
[0020]以下基于实施例对本专利技术进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0021]除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0022]如图1所示，本申请第一方面提供了一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置，其中，所述焊缝是工件上的焊缝，该工件具体为焊板。优选地，在对需要进行焊接的待焊板进行处理前，将待焊板用工装固定，方便进行焊接。
[0023]所述局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置包括真空室2、设于所述真空室2内磁通感应加热带5、第一升降移动臂6。
[0024]电子枪3可设于真空室2内，也可设于真空室2外，用于朝待焊工装的焊缝9产生电子束，使其进行焊接。磁通感应加热带5由多个单元板11组装获得，相邻两单元板11可拆卸连接，各单元板11内设有环形线圈10，组装的磁通感应加热带5中，各单元板11内的环形线圈10形状相同、部分相同或各不相同。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置，其特征在于，包括真空室及设于所述真空室内的：磁通感应加热带，由多个单元板组装获得，相邻两单元板可拆卸连接，所述单元板内设有环形线圈；组装的所述磁通感应加热带中，各所述单元板内的环形线圈形状相同、部分相同或各不相同；第一升降移动臂，其与所述磁通感应加热带连接，用于驱动所述磁通感应加热带靠近焊缝。2.如权利要求1所述的局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置，其特征在于，所述单元板内的环形线圈与相邻单元板内的环形线圈并联。3.如权利要求1所述的局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置，其特征在于，所述环形线圈的形状为圆形、椭圆形及多边形中的一种。4.如权利要求1所述的局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置，其特征在于，还包括设于所述真空室内的防护板，所述防护板用于将电子枪与所述磁通感应加热带分隔，所述防护板具有容电子枪发出的电子束射出的出束预留口。5.如权利要求1所述的局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置，其特征在于，所述磁通感应加热带为横向磁通感应加热带,在待焊工件上焊缝的两侧分别设置所述横向磁通感应加热带，在待焊工件下焊缝的两侧分别设置所述横向磁通感应加热带。6.如权利要求1所述的局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置，其特征在于，还包括设于所述真空室内的热电偶和第二升降移动臂，所述第二升降移动臂与所述热电偶连接，用于驱动所述热电偶靠近所述焊缝。7.一种局部真空电子束焊接焊缝感应加热装置，其特征在于，包括真空室及设于...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿康，徐明，李立航，赵桐，付鹏飞，毛智勇，唐振云，张桉，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：