[发明专利]一种避免纵缝电子束焊接起、收弧缺陷的方法

说明书

本发明一种避免纵缝电子束焊接起、收弧缺陷的方法，属于金属材料电子束焊接领域；首先设计焊接路线为折返式，设定起弧点与焊缝起点的距离为L₁，收弧点与焊缝终点的距离为L₂；然后根据电子束焊的焊接速度和最大束流计算L₁和L₂：在焊缝上，与焊缝起点A距离为L₁的位置设为起弧点C，与焊缝终点B距离为L₂的位置设为收弧点D；从起弧点C向焊缝起点A起弧到达焊缝起点A后立即调整焊接方向，向焊缝终点B进行焊接，到达焊缝终点B后再次调整焊接方向向收弧点D进行收弧，完后焊接。确定折返路线和距离，保证起弧阶段不会出现因电子束束流突变而导致局部区域高出基体较多，影响焊接束流效果的现象，收弧阶段不会出现因电子束束流突变而导致弧坑现象。

技术领域

本发明属于金属材料电子束焊接领域，具体涉及一种避免纵缝电子束焊接起、收弧缺陷的方法。

背景技术

电子束焊接是一种高能束焊接方法，具有能力密度高、焊接熔深大等特点，但与之相应的，电子束焊接质量对焊接参数非常敏感,焊接参数的变化会导致出现未焊透等焊接缺陷。在金属材料电子束焊接过程中，由于电子束焊接起弧阶段有一段焊接束流上升时期，在电子焊接收弧阶段，有一段焊接束流衰减时期，在上升和衰减时期，焊接束流处于动态变化中，与实现正常焊接采用的参数具有一定差异。因此，在焊接起弧阶段会导致未焊透缺陷出现，而收弧阶段一方面也会导致未焊透缺陷出现，另一方面，若收弧距离较短，则会导致弧坑缺陷出现。

对于纵焊缝，电子束焊接轨迹为图1所示的单方向直线，即从纵缝的起点A处起弧，纵缝的终点B处收弧，但由于起弧、收弧过程中，电子束束流从无到达到最佳焊接要求需要一定的反应时间，但在进行反应过程中，整个焊接过程仍在继续进行，而此时的电子束束流未能达到最佳状态，导致整个焊缝的起弧、收弧部分焊缝质量较差。

对于纵焊缝的电子束焊接，常规解决方案是在纵缝两侧装配起收弧板，通过在起收弧板分别进行起弧和收弧，使缺陷出现在起收弧板上，最后通过去除起收弧板的方式解决起收弧缺陷问题。但在实际应用中，由于产品结构原因，存在无法装配起收弧板的现象，本发明是通过采用特定焊接轨迹和与之相匹配的焊接电流特性，在不采用起收弧板的前提下，避免起收弧缺陷的产生。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种避免纵缝电子束焊接起、收弧缺陷的方法，通过改变常规的起弧和收弧位置，并根据电子束焊接速度和最大束流确定出焊接的折返距离，从而解决现有技术中，纵焊缝电子束焊接起、收弧缺陷问题。

本发明的技术方案是：一种避免纵缝电子束焊接起、收弧缺陷的方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤一：首先设计焊接路线为折返式，然后设定起弧点与焊缝起点的距离为L₁，收弧点与焊缝终点的距离为L₂；

步骤二：根据电子束焊的焊接速度和最大束流计算步骤一中设定的L₁和L₂：

I_b/(L₁-v×t₀)≤0.5mA/mm (1)

I_b/L₂≤0.5mA/mm (2)

其中，I_b为电子束焊接时的最大束流，单位mA；v为电子束焊接速度，单位mm/min；t₀为电子束焊接时焊接动作开始到开始出现束流的时间，单位min；