[发明专利]一种电子束连续焊接不规则回转体工件的方法

说明书

本申请涉及金属材料焊接技术领域，公开了一种电子束连续焊接不规则回转体工件的方法，采用本方法可以大幅度地提高焊接质量和焊接效率，实现不规则回转体的真空电子束快速焊接，同时又给类似凸轮结构类的零件焊接提供了一套切实有效的焊缝解决方案。

技术领域

本申请涉及金属材料焊接技术领域，具体涉及一种电子束连续焊接不规则回转体工件的方法。

背景技术

由于电子束焊接设备大多为定抢式，焊接过程中需要通过工作台的运动来实现工件的焊接。对于规则的回转体工件，可以通过工件的匀速旋转运动实现工件的平稳焊接，而对于不规则的回转体，如附图1所示的零件，则通常采用手工氩弧焊的方式对其进行多道焊接，或者采用电子束焊缝拼接的方式。但是，采用手工氩弧焊存在打底次数多、变形大以及效率低等缺点，而采用电子束焊缝拼接的方式需要至少将原焊缝分成8条进行拼焊，因此在焊接过程中存在多次开箱翻转零件、抽真空次数多、搭接区域多以及焊接质量不连续等问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题和缺陷，本申请特别提出了一种电子束连续焊接不规则回转体工件的方法，采用本方法可以大幅度地提高焊接质量和焊接效率，实现不规则回转体的真空电子束快速焊接，同时又给类似凸轮结构类的零件焊接提供了一套切实有效的焊缝解决方案。

为了实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：

一种电子束连续焊接不规则回转体工件的方法，具体包括以下步骤：

S1.对待焊工件进行焊前处理，随后通过焊接夹具将其装夹至回转台上，并用水平仪校平夹具，将α角为90度的地方作为起始点，α角为电子束流与工件轮廓切线的夹角；

S2.关闭电子束舱门，并对其进行抽真空处理；

S3.将工件焊接时的旋转角度β划分为若干段，每一段的角度为β/N，N为划分段数，根据各段的焊缝厚度δ以及工作距离H分别确定对应的电子束流和聚焦电流，根据上述电子束流参数以及聚焦电流参数在电子束焊机中编写焊缝曲线轨迹数控程序并对工件进行焊接，焊接过程中，保持工件的转动角速度ω恒定，并在水平方向补偿一个水平速度V_X：

V_X＝V_焊×cosα-ω×r

其中，α为电子束流与工件轮廓切线的夹角，ω为工件的转动角速度，r为熔池高度；

S4.将焊接后的工件焊缝按照电子束焊接标准“GJB1718A”进行质量检验。

优选地，所述步骤S1中，焊前处理具体为：将待焊工件进行酸洗，并将距焊缝处30mm的内外表面打磨光滑，露出金属光泽，通过手工氩弧焊对两对接工件进行定位焊接，保证修配间隙不大于0.1mm。

优选地，所述步骤S2中，真空度不低于5×10^-2Pa。

优选地，所述步骤S3中，工件每转动β/N度分别对应一个工件轮廓切线与电子束流的夹角α，则每一段对应的焊缝厚度δ＝B/sinα，B为工件厚度，根据每一段的焊缝厚度得到工件的焊缝厚度区间，对焊缝厚度在上述区间内的焊接试片进行工艺试验，从而获得各个厚度所对应的电子束流。

优选地，所述步骤S3中，每一段对应的工作距离H＝H_固-r，H_固为工件高度，r为熔池高度，根据每一段的工作距离得到工件的工作距离区间，对工作距离在上述区间内的焊接试片进行工艺试验，从而获得各个距离所对应的聚焦电流。

本申请的有益效果：

(1)本申请相较于传统的手工氩弧焊，能有效减少零件的焊接次数；进一步地，电子束热量集中，所熔化成形的焊缝具备热影响区小的特点，因此能有效控制零件的变形量，更加适用于精度要求高的工件焊接。