[发明专利]一种真空电子束焊接方法及其在水电用钢焊接中的应用

摘要

本发明公开一种真空电子束焊接方法及其在水电用钢焊接中的应用，按照表面处理、组合、真空电子束散焦吹扫、真空电子束预热焊接、真空电子束熔焊、真空电子束局部热处理和保真空缓冷。针对两块水电用钢的真空电子束焊接，焊接效率高，焊接性能稳定，焊接质量优异，焊缝质量满足GJB 1718‑2005 I级要求，焊缝接头的强度系数≥0.91，能够完全满足大厚度水电用钢坯的焊接，可以推广使用到其他材料焊接性差、焊接工艺复杂和工作量大的大尺寸部件焊接上。

主权项

一种真空电子束焊接方法，其特征在于，按照下述步骤进行：步骤1，表面处理，将两块待加工的钢板坯料水平放置并完全去除钢板坯料表面的氧化铁皮，以使钢板坯料的各个表面全部露出新鲜金属，并保证两块坯料的长度差、宽度差≤1mm，粗糙度为1.8—3.3um；步骤2，钢板坯料组合，将两块坯料的新鲜金属面相对设置，以使两块坯料组齐对正，结合面间隙≤0.38mm，错边量≤0.5mm，然后采用手工电弧焊接予以固定，在坯料长度方向和宽度方向每边各焊接一段，对称布置，每段长度50‑80mm；步骤3，真空电子束散焦吹扫，将组合后坯料平移进真空室，抽真空，直至真空度达到2.5×10‑2Pa—1×10‑1Pa，在两块坯料的结合缝隙处，采用散焦电子束吹扫，散焦电子束的离焦量控制在0.5～1.5mm，散焦电子束的加速电压控制在45‑55KV，散焦电子束的束流控制在55～80mA，扫描速度控制在14～18mm/s，以去除焊缝附近水分及油污等杂质；步骤4，真空电子束预热焊接，采用散焦电子束在两块待焊坯料的待焊缝隙处焊接打底预热，散焦电子束的加速电压控制在65‑80KV，散焦电子束的束流控制在105～125mA，扫描速度控制在10‑15mm/s，扫描宽度6‑12mm；步骤5，真空电子束熔焊，在打底预热后，采用下聚焦圆波电子束对两块待焊坯料之间的焊缝进行深溶焊接，加速电压70‑80KV，聚焦电流为2200～2350mA，电子束流为300～400mA，焊接速度为6‑10mm/s，扫描幅值1‑3mm；步骤6，真空电子束局部热处理，加速电压50‑60KV，电子束流为90～120mA，扫描速度控制在12‑16mm/s，电子束在焊缝所在平面的X轴方向的扫描摆幅为10mm‑20mm，Y轴方向的扫描摆幅为25‑40mm；步骤7，保真空缓冷，焊接完毕后继续保真空30min以上，进一步降低焊缝处的冷却速度，然后再破真空运出坯料。