[发明专利]电子束焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子束焊接方法，包括在焊接前对待焊接工件进行清洗，将清洗后的工件放入真空室内，然后对真空室抽真空。 

背景技术

电子束焊接是利用经高压静电场汇聚加速的高能量电子流轰击待焊接金属，从而使电子流的动能转化为热能，在被焊接工件中产生焊接所需的热量，使待焊接件熔化形成焊缝。 

中国专利200410013759.X公开了一种汽轮机隔板电子束焊接方法。根据该方法，使用焊接室和焊枪的真空度都很高，并且焊接速度、电子束流也相对较高。这种方法适用于焊接汽轮机的隔板，而对相对较小、较薄的零件的焊接效果不佳。 

现有的电子束焊接对于将一个片状工件和一个短圆柱体形状的工件相互焊接在一起时，没有很好的方法。在进行这种焊接时，会出现气孔、熔边、未熔和烧穿等等缺陷。 

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于将短圆柱体形工件和片状工件相互焊接的电子束焊接方法。 

为实现上述目的，本发明提供一种电子束焊接方法，包括以下步骤：清洗被焊接工件；将欲焊接工件相互压装；将清洗后的工件置于真空室中，并对真空室抽真空；以电子束流为2-6mA、最好是3-5mA进行定位焊接；以电子束流为15-22mA、最好是18-22mA进行穿透焊接。 

先对圆柱形工件和片状工件进行清洗，以清洗掉工件上油垢。 然后将清洗后的两种工件压装在一起，并将它们置于真空室内准备焊接。随后，以电子束流为2-6mA、最好是3-5mA进行定位焊接；再以电子束流为15-22mA、最好是18-22mA进行穿透焊接。这样，能够切实地将两种工件焊接到一块。尤其是对于本发明所要焊接的圆柱形工件和片状工件而言，采用这样的条件进行焊接，可以尽可能地避免因厚度较薄的片状工件先于圆柱形工件熔化，从而减少片状工件被击穿的可能性。此外，以上述这组条件进行加工，还可以以使焊缝形成得更加平滑、完整，基本上不需要再对焊缝进行进一步加工处理。 

所述被焊接零件之间过盈配合相互压装在一起，过盈量为0-0.03毫米。由于在电子束流焊加工过程中，会在工件上产生尺寸的变化，通过将两种待加工工件以过盈配合方式压装在一起，这样，可以以过盈量作为焊接过程中消耗的预留加工余量。 

所述清洗步骤包括：对待焊接工件进行20-30分钟超声波清洗；将工件放入溶液中浸泡30-40秒；将工件放入软化水中清洗；将清洗后的工件在烘箱中于75-85℃烘干30分钟；用丙酮擦洗烘干后的工件。通过超声波清洗来清洗工件，更有利于清洗掉焊接工件上的油污，而且，20-30分钟的清洗足以清洗掉油污，兼顾了清洗的效率。在清洗过后，将工件放入溶液浸泡30-40秒，有利于清除掉工件上的氧化层。然后用软化水清洗，去除残留在工件上的溶液，并以75-85℃对工件烘干30分钟，将工件彻底烘干，以使工件上不残留其他液体而给焊接造成不良影响。随后，在以丙酮擦洗烘干后的工件，以去除残留的或是烘干过程中形成的杂质等。 

所述溶液为氢氟酸、硝酸的水溶液，在该溶液中，氢氟酸浓度为2g/L，所采用硝酸的比重为1.42g/L且该硝酸的浓度为400g/L。采用这一溶液清洗，更有利于去除工件上的氧化膜，并且该溶液不会对工件产生不良影响。 

所述真空室的真空度为≤2.67×10^-2Pa。所述真空枪的真空度为≤1.33×10^-2Pa。在这一真空度下进行焊接，可使焊接效果更好。

加速电压为60kV。采用这一加速电压，可以使电子束获得更好的加速性，可以使焊缝变得更加平滑，焊接更为牢固。 

电子束流在18.0-22.0mA之间。电子束流在18.0-22.0mA，更有利于焊接性能提升，并且不易损伤片状工件。而且，该条件的电子束流，能够改善背面焊缝形成的质量，可以形成更好的焊缝。 

聚焦电流在444-489mA之间。以这样的聚焦电流进行焊接，不仅可以减少焊接加工时间，还可以保证焊接加工的质量，更加有利于焊缝的形成以及焊缝的表面平滑度。而且，聚焦电流为工件表面上聚焦且选择的尽量大，从而有效地控制背面焊缝的飞溅。 

焊接速度为10.8rpm或0.90m/Min。以这样的焊接速度，不仅保证了焊接速度，还保证了焊接质量。 

所述定位焊接和穿透焊接的起点和终点位于在以后的加工工序中进行机加工的位置。这样，可以通过后续的机加工处理，消除焊接起点和终点处的焊接质量相对较差的部分，有利于使焊缝质量更高。