[发明专利]一种利用对称电子束焊接轨迹进行焊接的方法及系统

说明书

技术领域

本发明关于电子束加工技术领域，特别是关于电子束的焊接技术，具体的讲是一种利用对称电子束焊接轨迹进行焊接的方法及系统。

背景技术

现有技术的工程实际应用中经常需要对带有端面圆形焊缝的小尺寸高精度零件进行电子束焊接。为了保证焊缝成形和内部质量，目前主要采用如下两种加工方法：

（1）、通过数控编程实现工作台按照既定的路线（圆形轨迹）运动，从而实现圆形焊缝的电子束焊接；

（2）、利用电子束焊机的内置偏摆扫描程序，通过设置合适的程序参数，实现电子束的圆形偏摆扫描，从而实现电子束对圆形焊缝的电子束焊接。

上述两种传统的电子束焊接技术存在如下不足：

（1）、通过数控编程利用工作台的插补运动实现电子束圆形焊缝焊接，该方法中电子束焊接精度受限于工作台的运动精度，无法完成具有较高精度要求的零件加工，而且大批量生产时，加工效率太低。

（2）、通过内置偏摆扫描程序实现电子束平圆形焊缝焊接，该方法直接扫描出圆形轨迹，焊缝成形不易控制，焊接加热时间也不好掌握，无法适用于大批量、高精度的圆形焊缝焊接要求。

因此，现有技术中的上述两种方法均无法实现大批量高效高精度电子束焊接，无法实现高精度焊缝质量。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种利用对称电子束焊接轨迹进行焊接的方法及系统，可以通过焊接轨迹规划、位置坐标计算，实现电子束的多束流控制，可以按照轨迹要求，设计对应的坐标文件，通过扫描控制系统，结合校核因子、扫描频率等其它参数，通过多束电子束的焊接，实现焊缝质量的提高和应力变形的控制，同时大幅度提升焊接效率。

本发明的目的之一是，提供一种利用对称电子束焊接轨迹进行焊接的方法，包括：获取预焊接的工件的结构特征、焊缝质量以及焊接过程中的应力变形控制要求；根据所述的结构特征、焊缝质量以及应力变形控制要求确定焊接过程中的工艺参数，所述的工艺参数包括电子束束流数目、束流、形状校核因子、扫描频率、工作电压、聚焦电流；根据所述的电子束束流数目确定电子束的扫描路径坐标点；根据所述的扫描路径坐标点生成路径坐标数据；电子束焊机根据所述的路径坐标数据完成所述工件的焊接过程。

本发明的目的之一是，提供了一种利用对称电子束焊接轨迹进行焊接的系统，包括：电子束焊机以及路径坐标数据生成装置，其中，所述的路径坐标数据生成装置具体包括：工件特征获取模块，用于获取预焊接的工件的结构特征、焊缝质量以及焊接过程中的应力变形控制要求；工艺参数确定模块，用于根据所述的结构特征、焊缝质量以及应力变形控制要求确定焊接过程中的工艺参数，所述的工艺参数包括电子束束流数目、束流、形状校核因子、扫描频率、工作电压、聚焦电流；扫描路径坐标点确定模块，用于根据所述的电子束束流数目确定电子束的扫描路径坐标点；路径坐标数据生成模块，用于根据所述的扫描路径坐标点生成路径坐标数据；所述的电子束焊机，用于根据所述的路径坐标数据完成所述工件的焊接过程。

本发明的有益效果在于，提供了一种利用对称电子束焊接轨迹进行焊接的方法及系统，与现有技术相比，可通过预先生成电子束的扫描路径坐标点，可以按照轨迹要求，设计电子束的扫描路径，并生成相对应的坐标数据，然后上传至扫描系统中，并结合校核因子、扫描频率等其它参数，通过多束电子束的焊接，实现焊缝质量的提高和应力变形的控制，同时大幅度提升焊接效率。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种利用对称电子束焊接轨迹进行焊接的方法的流程图；

图2为图1中的步骤S105的具体流程图；

图3为本发明实施例提供的一种利用对称电子束焊接轨迹进行焊接的系统的示意图；

图4为本发明提供的一种利用对称电子束焊接轨迹进行焊接的系统中电子束焊机的结构框图；

图5为本发明提供的一种利用对称电子束焊接轨迹进行焊接的系统中路径坐标数据生成模块的实施方式一的结构框图；

图6为本发明提供的一种利用对称电子束焊接轨迹进行焊接的系统中路径坐标数据生成模块的实施方式二的结构框图；