电子束焊工艺PPT幻灯片课件

第三部分是电子束焊接技术，即焊接前的准备、接合面的加工和清洗、零件的装配、抽真空、焊接前的预热；第三部分是电子束焊接技术，即接合面坡口形式的加工和清洗：加工工字形坡口接合面，零件在装配时紧密接触。填充金属：通常不需要填充金属，只有当焊接不同的金属或合金时，才可以根据需要使用填充金属。真空电子束焊接前，必须严格清除工件表面的氧化物和油渍，否则会在焊缝上产生缺陷，降低接头的力学性能，不干净的表面也会延长抽真空时间，影响电子枪的工作稳定性，降低真空泵的使用寿命。化学清洗和机械清洗煤油和汽油可以用来去除油渍丙酮是清洗电子枪零件和焊接零件最常用的溶剂。如果强行去除油，可以使用含有氯化碳氢化合物的溶剂，然后必须用丙酮彻底清洗工件。清洗后，不能再用手或工具触摸关节部位，以免再次污染。非真空电子束焊接可以降低对接焊零件清洗的要求。零件装配、装配间隙、紧密接触、接头间隙应尽可能小且均匀，接头表面应保持平行。间隙的具体值与焊件的厚度、接头类型和焊接方法有关。待焊接的材料越薄，间隙越小。对于无锁底对接接头，当板厚为8 1.5 mm时，局部最大间隙不应超过0.07mm，且间隙随板厚的增加而略有增加。当板厚超过3.8毫米时，局部最大间隙可达0.25毫米。焊接薄工件时，总装配间隙不应大于0.13毫米。焊接铝合金时，接头间隙可大于焊接钢时的间隙。当填充用于电子束焊接的焊丝时，间隙要求可以适当放宽。如果电子束的偏转或振荡用于加宽熔化区，可以使用更大的间隙。对于非真空子梁焊接，装配间隙可加宽至0.75毫米。在深熔焊接过程中，装配不良或间隙过大将导致诸如过度收缩、底切和漏焊等缺陷。所有电子束焊接都是机械或自动的。如果零件的设计不是自紧的，必须使用夹具进行定位和夹紧，然后必须移动工作台或电子枪体来完成焊接。夹具需要精确制造，因为电子束焊接需要极其严格的装配和零件对中。非真空电子束焊接可以使用通用的焊接移位机，其定位和夹紧相对简单，在某些情况下可以用定位焊代替夹具。电子束焊接夹具和工作台的零件应由非磁性材料制成，以避免电子束的磁偏转。如果工件和夹具由磁性材料制成，应在焊接前退磁，工件的剩磁应通过磁力仪测量。一般情况下，剩磁强度应低于(0.53)10-4T。电子束焊机的抽真空过程通常是自动进行的，这样可以保证各种真空装置和阀门正确地按顺序进行，避免人为误操作造成的事故。真空室应经常清洗，以尽量减少真空室暴露在大气中的时间，小心清除焊接部件上的油渍，并按计划更换真空泵油。保持真空室清洁干燥是保证抽真空速度的重要环节。3。真空泵，4。焊接前预热。根据一定的形状、尺寸和要求的预热温度，选择合适的加热方式对被预热工件进行预热，如气焊枪、加热炉、感应加热、红外辐射加热等。然后将工件装入真空室。如果工件很小，加热引起的变形不会影响工件的质量，散焦的电子束可用于真空室的预热。2、焊接接头设计，对接接头、转角接头、丁字接头、搭接接头、端部接头，电子束直径细，能量集中，焊接时一般不加填充丝，所以设计的电子元件对于不等厚对接接头，上表面对中设计优于阶梯接头，阶梯接头焊接时要求电子束宽且倾斜，焊接角度必须精确控制，否则焊接偏差容易造成脱焊。将管口锁在接头上，便于组装和定位。具有锁边(自垫圈)功能，便于组装和对准，但焊缝根部容易形成未焊透，当锁口较小时，焊后可避免未焊透。自动填充材料接头，具有自动填充金属的功能，焊缝成形得到改善。斜对接接头，可以增加焊缝金属面积，但夹紧定位困难，只能在受结构等原因限制的特殊场合使用。2。转角接头。图L-12A显示了熔透焊缝的角焊缝，留下未焊透的间隙，且焊缝的承载能力较差。图l-12h是一个滚压角接头，主要用于薄板，其一端必须弯曲90。其他几个接头易于组装和对齐。3。丁字接头，电子束焊接也经常使用丁字接头。熔透焊缝在接头区域有非焊接间隙，接头强度差。建议使用单面丁字接头。焊接过程中，焊缝易收缩，残余应力低。图1-l3C中所示的方案主要用于板厚超过25 mm的双面焊接。当焊接第二面时，首先焊接的第一面焊缝起粘结作用并易于开裂。4.搭接接头。搭接接头通常用于厚度小于1.6毫米的焊件。透焊主要用于板厚小于0.2毫米的场合，有时需要散焦或电子束扫描来增加熔合区的宽度。焊接厚板搭接接头时，应增加焊丝以增加圆角尺寸，有时还使用散焦电子束来加宽焊缝并形成平滑过渡。5。终端接头。图1-15显示了三种典型的电子束焊接终端接头。厚板端部接头通常采用大功率深熔焊。小功率或散焦电子束通常用于焊接不同厚度的薄板和端部接头。主要焊接参数及其选择，这些参数直接影响焊缝熔深和几何形状。加速电压，电子束电流，焊接速度，聚焦电流，工作距离，1。加速电压，加速电压是电子束焊接的一个重要参数，增加加速电压可以增加焊缝熔深。在大多数电子束焊接工艺中，加速电压参数通常不变，但当电子枪的工作距离较大或需要深穿透平行焊缝时，加速电压应增加，即选择高压设备。通常电子束焊机在额定电压下工作，焊接参数通过调整其他参数来调整。电子速度电流、电子束电流和加速电压共同决定电子束焊接的功率。当电子束电流增加时，热输入增加，穿透深度和宽度都将增加。电子束焊接时，加速电压基本保持不变，因此为了满足不同焊接工艺的需要，电子束电流值经常被调整。这些调整包括以下几个方面。1)在环缝焊接过程中，应控制电子束电流的增加和减少，以在初始和最终搭接处获得良好的质量。2)焊接不同厚度的各种材料时，应改变电子束电流值，以获得不同的熔深。3)焊接厚大工件时，由于焊接速度较低，电子束电流需要随着焊接温度的升高而逐渐减小。3。焊接速度，主要影响焊缝熔深、焊缝宽度和熔池冷却、凝固等。通常，随着焊接速度的增加，熔化宽度变窄，熔化深度减小。电子束焊接传热的计算公式如下：图1-16显示了在保证各种金属充分熔透的情况下，电子束焊接热输入、电子束功率和焊接速度与待焊材料和板厚的关系。利用这种关系，可以根据待焊接材料的类型和焊接材料的厚度初步确定所需的焊接功率根据待焊接材料的焊接速度、接头间隙等，确定聚焦位置，进而确定电子束光斑尺寸。焊接薄板时，焦点应在工件表面。当被焊工件的厚度大于10毫米时，通常采用低焦点焊接，即焦点在工件表面的下部，焦点在焊缝熔深的30%。焊接厚板时，焦点应位于工件表面以下0.5 0.75毫米的熔化深度。5。工作距离，工作距离应在设备的最佳范围内。工作距离越小，电子束点的直径越小，电子束的压缩比越高，电子束点的直径越小，电子束的功率密度越高。然而，过小的工作距离将导致过多的金属蒸汽进入枪体并引起放电，因此可以采用最短的工作距离而不影响电子枪的稳定运行。电子束焊接技术要点1。薄板的焊接板厚度为0.03 2.5 mm，其应用主要用于仪器、压力或真空密封接头、波纹管、密封结构等部件。特点：薄板导热性能差，电子束焊接时局部发热强。夹具可以用来防止过热。脉冲电子束电流可以考虑用于极薄的工件。电子束功率密度高，易于实现大厚度的接头焊接。焊接时，薄板应与厚板紧密贴合，电子束的聚焦位置应适当调整，使接头两侧均匀熔化。2。厚板焊接，可焊板厚度：300毫米厚钢板。深度与宽度之比：高达60: 1。当板厚超过60毫米时，采用横向焊接，以利于焊缝的形成。电子束的焦点调整到工件表面以下穿透深度的50% 75%，焦点在板表面以下板厚度的1/3处。电子束具有良好的穿透效果和良好的焊缝成形。焊接厚板时应保持良好的真空度。3。填充金属，一般不需要填充金属。然而，在某些情况下，例如，为了使焊缝成分满足工件的要求，改善焊缝的冶金可焊性，弥补装配不良，修复焊缝缺陷或修复磨损和报废的零件，使用填充金属来防止缺陷。l)当接头装配间隙过大时，填充金属可以防止焊缝下垂。2)焊接裂纹敏感材料或异种金属接头时，填充金属可以防止裂纹的发生。3)焊接沸腾钢时加入少量含铝、锰、硅等脱氧剂的焊丝，或焊接铜时加入镍有助于消除气孔。填充金属可根据需要制成线、带、颗粒或粉末，并可喷涂或覆盖在接头上，或在接头处加工的预留凸边可用作填充材料。目前，直径为0.8 1.6毫米的钢丝被广泛使用。细丝填充金属可以通过送丝机送进，也可以通过点焊固定。送丝速度和线径的选择原则是使填充金属的量为接头凹入体积的1.25倍。焊接过程中的电子束扫描有助于熔化焊丝和改善焊缝成形。对于复杂结构件的焊接，电子束定位焊接是装配焊接件的有效手段。其优点是节省夹紧时间和成本。在生产中，定位焊接通常采用焊接梁或弱梁。对于搭接接头，可采用贯入法定位，或先用弱梁定位，再用焊接梁完成焊接。由于电子束薄，工作距离长，易于控制，电子束可以焊接窄间隙的底部接头。这不仅可以用于加工和制造新产品，而且在修复报废零件方面非常有效。电子束焊接常用于修复形状复杂的昂贵铸件。对于可达性差的接头，只有满足以下条件才能进行电子束焊接：1)焊缝必须在电子枪允许的工作距离内。2)必须有足够的间隙让电子束通过，以免误伤工件电子束扫描也可用于检测焊缝位置和跟踪实际焊缝。此时，电子束扫描速度可达50 100米/秒，扫描频率可达20千赫。6。焊接缺陷及控制措施，像其他熔焊一样，电子束焊头也会出现不完全熔焊、咬边、塌陷、气孔、裂纹等缺陷。此外，电子束焊接的常见缺陷包括不均匀熔深、长空隙