[发明专利]一种薄壁铝合金电子束焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接方法，特别涉及一种电子束焊接方法。

背景技术

电子束焊接技术具有能量密度高，熔深大，焊缝窄，焊接热影响区小等诸多优点，目前已经在航空航天领域、武器装备制造领域以及电子工业等领域有着广泛的应用。尽管相对于常规的熔焊方法，电子束焊接技术可以极大地减小残余变形，但是，对于壁厚在2mm以下的薄壁铝合金材料，焊接变形仍是限制其应用的最大障碍。此外，由于铝合金化学性活泼，电子束焊接过程中易于和自身表面的氧化物发生反应，生成气孔和夹杂等缺陷。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题在于针对现有技术存在的不足，提供一种薄壁铝合金电子束焊接方法，能够实现薄壁铝合金精密、无变形焊接，并且消除焊缝内部的气孔、夹杂，获得外形均匀美观的电子束焊缝。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种薄壁铝合金电子束焊接方法方法，包括以下步骤：

1)清理铝合金待焊工件；

2)采用冲样的方法，将待焊零件在焊接处固定；

3)调整电子束聚焦距离，使焦点位于焊接平面以下；

4)针对同一道焊缝，依次采用点焊、编程焊接以及修饰焊接，将铝合金焊接成型：

首先采用手工点焊，将待焊零件固定；再采用编程焊接方法，焊接工件，最后采用修饰焊接，修正焊缝外观，手工点焊的焊接工艺参数为：焊接电流，7-10mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，13-17mm/s；

编程焊接的工艺参数为：焊接电流，10-12mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，15-16mm/s；

修饰焊接的工艺参数为：焊接电流，13-16mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，14-16mm/s。

5)焊接完成取出待焊工件。

优化的，所述步骤1)中，采用分析纯级别的酒精和丙酮清洗待焊接工件的待焊接位置。

优化的，所述步骤2)中，采用冲样钉和冲样锤，在待焊接处进行冲样。

优化的，所述步骤3)中，聚焦电流(I_f，单位mA)和工作距离(S，单位mm)之间的关系满足：I_f＝-0.5S+582.5(145<S<165)，实现电子束在待焊零件表面以下聚焦。

本发明的优点在于：

1)采用冲样的方法，固定待焊工件，不再单独使用焊接夹具；

1)利用电子束的穿透能力，调整工件和电子枪的距离，实现电子束焦点位于待焊工件表面以下，从而避免电子束焦点和铝合金表面物质反应，生成气孔和夹杂。

2)一道焊缝，采用三次焊接成型，避免了常规电子束焊接一次成型，热数量过大，造成工件变形。

附图说明

图1为本发明中的焊接接头形式；

图2是本发明焊前装配冲样示意图；

图3是本发明电子束聚焦示意图；

图4是本发明中焊接工艺流程及参数。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

一种用于薄壁铝合金电子束焊接方法，包括以下步骤：

1)清理铝合金待焊工件：

采用酒精擦拭铝合金薄壁工件待焊接处3min；

采用丙酮擦拭铝合金薄壁工件待焊接处3min；

2)采用冲样的方法，将待焊零件在焊接处固定：

按照图1的方式装配待焊工件，相互焊接的其中一个焊接件一端开L型槽口，相互焊接的另一个焊接件的一端搭在所述L型槽口内，采用冲样钉和冲样锤，沿待焊接处进行冲样，冲样点位置的分布如图2所示。

3)调整电子束聚焦距离，使焦点位于焊接平面以下：

调整聚焦电流(If，单位mA)和工作距离(S，单位mm)，使之满足关系式：If＝-0.5S+582.5(145<S<165)，实现电子束在待焊零件表面以下0.5mm处聚焦，如图3所示。

4)针对同一道焊缝，依次采用点焊、编程焊接以及修饰焊接，将铝合金焊接成型：

图4中列出电子束焊接实施过程。

首先采用手工点焊的方式，将待焊的工件固定，手工点焊的参数为：焊接电流，7-10mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，13-17mm/s。。

其次采用编程焊接的方式，完成待焊工件的连接，编程焊接的参数为：焊接电流，10-12mA；聚焦电流，500-510mA；焊接速度，15-16mm/s。