[发明专利]一种门洞类复杂舱体电子束焊接方法

说明书

本发明公开了一种门洞类复杂舱体电子束焊接方法，包括：依据舱体焊缝对接面的形状规划焊缝路径，AB段和EF段分别代表U形门洞段的一对竖直段，节点C和节点D位于内圆弧段上；调整待焊接舱段的初始状态，使U形门洞段的开口朝上并且使U形门洞段处于水平状态；利用电子束沿CD段进行焊接；驱动待焊接舱段相对于初始状态向一个方向转动第一角度，利用电子束沿BC段进行焊接；驱动待焊接舱段相对于初始状态向一个方向转动第二角度，利用电子束沿AB段进行焊接。本发明根据焊缝对接面的形状对焊接路径进行划分，对各段采用不同的焊接角度，避免了空间结构对焊缝的干涉，实现了门洞类复杂舱体的一次焊接成形，提高了焊缝质量及焊接效率。

技术领域

本发明属于空间复杂结构焊接领域，尤其涉及一种门洞类复杂舱体电子束焊接方法。

背景技术

随着航天新技术的发展，产品的不断轻量化、隐身化使得其结构更加复杂，部分舱体也由规则的回转结构逐渐向不规则的异型结构转变。同时，根据不同的加工方法，各部件的材料更加多样化，对异种材料的焊接也提出更高的要求。U形门洞类复杂舱体对接焊缝涉及到空间结构对焊缝位置形成干涉、大厚度焊接、异种材料焊接、变厚度焊接等焊接难题，大大增加了电子束焊接路径规划及焊接工艺参数制定的难度，使用传统的焊接编程方法难以保证焊接效率及焊缝质量。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足之处，给出了一种门洞类复杂舱体电子束焊接方法。

本发明的技术解决方案是：一种门洞类复杂舱体电子束焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、构建待焊接舱段的舱体焊缝对接面，所述舱体焊缝对接面由一个外圆弧段、一个U形门洞段以及一对水平直线段构成，所述外圆弧段将所述U形门洞段包围于其内侧，所述U形门洞段由一对竖直段和一个内圆弧段构成，每个水平直线段的一端与每个竖直段的外侧端连接，每个水平直线段的另一端与所述外圆弧段连接；

步骤二、依据所述舱体焊缝对接面的形状规划焊缝路径，其具体过程为：以所述外圆弧段和所述一对水平直线段作为外侧焊缝路径；在U形门洞段上规划6个节点，从其中一个竖直端的外侧端开始依次用A、B、C、D、E和F表示，AB段和EF段分别代表所述U形门洞段的一对竖直段，节点C和节点D位于所述内圆弧段上，相对于所述U形门洞段的对称轴对称分布，从而将所述U形门洞段的焊缝路径划分为AB段、BC段、CD段、DE段和EF段；

步骤三、将所述待焊接舱段可转动地设置在真空电子束焊机平台，且保证所述待焊接舱段的转动圆心为所述外圆弧段的圆心，控制电子束方向为竖直向下；

步骤四、调整所述待焊接舱段的初始状态，使所述U形门洞段的开口朝上并且使所述U形门洞段的节点A和节点F之间的连线处于水平状态；利用电子束沿所述CD段进行焊接；

步骤五、驱动所述待焊接舱段相对于初始状态向一个方向转动第一角度，使电子束能够通过所述U形门洞段的开口到达所述BC段；利用所述电子束沿所述BC段进行焊接；驱动所述待焊接舱段相对于初始状态向另一个方向转动第一角度，使电子束能够通过所述U形门洞段的开口到达所述DE段；利用所述电子束沿所述DE段进行焊接；

步骤六、驱动所述待焊接舱段相对于初始状态向一个方向转动第二角度，使电子束能够通过所述U形门洞段的开口到达所述AB段；利用所述电子束沿所述AB段进行焊接；驱动所述待焊接舱段相对于初始状态向另一个方向转动第二角度，使电子束能够通过所述U形门洞段的开口到达所述EF段；利用所述电子束沿所述EF段进行焊接；

步骤七、驱动所述待焊接舱段相对于转动圆心旋转，随着所述待焊接舱段的旋转，利用电子束沿所述外侧焊接路径进行焊接。

优选的是，所述的门洞类复杂舱体电子束焊接方法中，

所述步骤四中，利用电子束沿所述CD段进行焊接时，所述电子束从所述CD段的节点D移动至节点C，随着所述电子束的移动，根据工作距离的变化调节工作聚焦电流的大小；