[发明专利]馈电组件电子束非穿透焊接方法

说明书

技术领域

本发明是关于馈电组件电子束非穿透焊接方法，特别是适应于零件结构设计要求采用电子束非穿透方式的焊接。

背景技术

馈电组件是燃油测控系统上的典型产品，其制造的精度直接影响燃油测控系统的重要特性。因此，对馈电组件焊接有严格要求。通常馈电组件焊接主要有钎焊和熔化焊接两种加工方式。作为最后一道工序，焊后无余量加工，因此对焊接变形控制要求严格，更不允许焊缝穿透套管，否则馈线无法穿过。采用常规焊接方法—钎焊，输出热量过大、热影响区过宽、焊接变形严重，无法达到焊后对称度、平面度不大于0.1 mm的设计要求，很难从工艺参数上对焊接质量进行有效控制，无法从根本上避免焊接变形现象，造成零件报废。馈电组件采用常规电子束焊接方法，电子束功率密度过高、穿透力过强、能量过于集中，容易造成套管焊漏、穿透，并且表面焊缝成形不够均匀，焊缝的后半段表面有凹陷缺陷，产生这种缺陷的主要原因是由于焊缝过长，热容量相对较小，焊接过程中不同的时间段零件温升差异很大，特别是在焊接焊缝的后半段，由于电子束焊接过程的加热和前半段焊缝的热传导，零件升温已较高，焊缝金属熔化量相对前半段要大，焊缝成形较前半段宽且形成深浅不一的凹陷现象，从而造成零件焊后变形严重，对称度、平面度无法控制在0.1mm以内，当焊深超过止口线时极易出现局部烧穿、焊漏，造成零件报废。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，提出一种操作简便、质量稳定、精确可控、效率较高的电子束非穿透焊接方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种馈电组件电子束非穿透焊接方法，其特征在于包括如下步骤： 

（1）在焊接程序中，将电子束扫描波形设置为椭圆，X方向扫描幅值设置为2mm～3mm，Y方向扫描幅值设置为4mm～6mm，扫描频率设置为80 Hz～100Hz，在加速电压设为50kV～60 kV，束流设为10mA～15mA，聚焦电流800mA～900mA的工艺参数中取任意一组具体数值，将束流斜率设为等腰梯形，电子束流上升、下降时间均设为3s～5s，对焊缝实施偏摆扫描焊接；

（2）将套管与馈电片装入夹具中，采用刚性固定法，“左右八点对称、上下压紧固定”，上下方向预紧力的大小由螺钉上的弹簧垫圈调整，套管内穿入一等径铜棒，孔径侧面两端用螺钉顶紧，再将电子束焦点位置调节到工件表面以上0.5mm；

（3）焊接时采取先两边后中间分段施焊，焊接束流按照等腰梯形斜率上升到峰值后，降低1mA～2mA焊接束流，加大10mA～20mA聚焦电流，减小5°～10°电子束会聚角，增大电子束的活性区域，以分散电子束流功率密度，减弱电子束穿透力，在收弧阶段，焊接功率和蒸汽压力减小的情况下，束流缓慢下降3s～5s，再通过 “侧顶上压”控制焊后X、Y两个方向的收缩、减小角变形和弯曲变形，使电子束穿透馈电片1，将透馈电片1下方的套管2熔焊成一体。利用电子束将上面的馈电片1穿透，与下面的套管2熔焊成一体。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

本发明根据馈电组件的特点设置电子束焊接程序，合理匹配工艺参数。采用等腰梯形“缓升缓降” 束流斜率，先两边后中间分段施焊，避免了焊接起始和收尾处形成堆高和弧坑的缺陷。在施焊中，束流按照等腰梯形斜率上升到峰值后，降低1～2 mA焊接束流，加大10～20mA聚焦电流，减小5～10°电子束会聚角，增大电子束的活性区域，分散电子束流功率密度，减弱电子束穿透力，适当增加电子束焊缝宽度。在收弧阶段，功率和蒸汽压力减小的情况下，通过束流缓慢下降3～5s措施，排除熔池内的非溶解气体，减小焊缝收弧处正面凹陷深度，提高焊接强度及可靠性，得到的焊缝光滑平整。

本发明利用电子束将上面的馈电片1穿透，与下面的套管2熔焊成一体。将电子束焦点位置调节到工件表面以上0.5mm，避免了焊缝过窄、穿透力过强，可能造成局部有焊漏、穿透的风险，确保了馈电片穿透与套管熔化焊接成一体，得到的焊缝宽度适中、成型良好。

本发明在焊接程序中设置电子束扫描波形为椭圆，X方向扫描幅值为2～3mm，Y方向扫描幅值为4～6mm，扫描频率为80～100Hz，对焊缝实施偏摆扫描焊接，消除了焊缝根部“钉形”缺陷和气孔，改善了焊缝质量。 

本发明通过程序设置，利用电子束对馈电组件实施非穿透焊，对电子束焊接设备无其他要求，操控简便、批量生产质量稳定、精确可控、效率较高；焊接后熔深适中、焊缝规则、接头光亮、熔化均匀，焊接强度可靠。