本发明专利技术涉及一种用于截面呈盒盖形的工件的电子束焊接方法，包括将工件的待焊接截面沿着焊接方向依次划分为三个焊接区并在三个焊接区上均设有多个用于参数调控的焊接点；采用角度调节机构调节工件的倾斜度来确定三个焊接区的焊接角度A以及焊接厚度；根据不同焊接角度来获取不同待焊接截面上最高点与最低点的高度差，选取高度差最小值来确定对应的焊接角度值；将电子束沿焊接方向对待焊接截面进行焊接，获取电子束在多个焊接点位置所对应的聚焦电流值以及对应的焊接热输入能量参数；开启电子束并采用步骤四中的聚焦电流值以及所述焊接热输入能量参数来完成对工件的待焊接截面的一次性焊接成型；解决分段焊接工艺控制难度大，且焊接质量不高的问题。且焊接质量不高的问题。且焊接质量不高的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种用于截面呈盒盖形的工件的电子束焊接方法
[0001]本专利技术涉及电子束焊接
，特别是涉及一种用于截面呈盒盖形的工件的电子束焊接方法。
技术介绍
[0002]目前，在生产过程中焊接位置普遍采用等厚度的、恒定矩形截面的设计，在恒定的焊接工艺参数条件下即可实现组件间的自动化焊接连接，常用的自动化熔焊方法有电子束焊接、激光焊等方法。这种等厚度、恒定矩形截面的焊接方法，具有工艺稳定性好、表面成形质量好、焊缝内部质量高、焊接收缩变形均匀等优点。
[0003]随着制造技术发展，为了提高结构的刚性和强度载荷，航空、航天、兵器、海洋等领域大量采用了具有内腔的盒形结构零部件。为了降低内腔的加工制造难度，设计人员通常将盒形结构拆分多个盒盖形截面等组件，采用手工焊接或铆钉/螺栓机械连接方式进行制造。受机械连接增重、强度载荷低等因素影响，盒盖形组件机械连接将逐步被焊接连接所取代。对于盒盖形截面结构的焊接，由于焊接截面不是单一矩形而属于半“口字”型，常规焊接方法在焊接工艺和质量控制方面也存在较多的问题。
[0004]在工程实践中涉及到的盒盖形焊接截面形式，如图1所示，一般壁厚δ不超过10mm，整体高度H不超过30mm。其中形式一为直角弯边盒盖截面，形式二、形式三分别为一侧、双侧带斜角的盒盖形截面，形式四为两侧反向带斜角的盒盖形截面。由于两侧直角弯边型面变化大，形式一带直角弯边的盒盖形截面焊接难度最大。直角弯边的盒盖形截面结构组件拼焊示意图如图2，即将盒盖形截面组件1与盒盖形截面组件2采用焊接的方法连接在一起，焊接截面为3，对于盒盖形焊接截面一般采取两侧弯边焊接+平直面焊接的分段焊接方法，常规焊接的主要难点和问题：1)分段式焊接需设计带翻转型面的焊接夹具，考虑三个装配面和支撑面，压紧、顶升机构的设计难；2)分段焊接的装配间隙和阶差、错边控制难，特别是三次焊接工序之间的装配精度和误差控制；3)三次分段拼焊工序间的搭接位置焊接工艺控制难度大，搭接位置焊缝易产生气孔等缺陷；4)三次分段拼焊焊缝成形均匀性控制难，累积叠加的焊接变形大。
技术实现思路
[0005](1)要解决的技术问题
[0006]本专利技术提供一种用于截面呈盒盖形的工件的电子束焊接方法，通过将待焊接截面分成多个焊接区域并设置多个用于焊接热输入能量参数调控的焊接点，采用角度调节机构对待焊接截面的倾斜角度进行调整并配合数学三角函数公式来获取焊接厚度与焊接角度以及最小高度差，根据最小高度差来确定焊接角度与焊接厚度，采用电子束试焊接来确定不同焊接点位置上对应的聚焦电流值并形成聚焦电流变化曲线以及焊接热输入能量参数，实现电子束对整个待焊接截面进行焊接时保持恒定，从而能够完成对待焊接截面的一次性焊接成型，提高表面成形的均匀性，降低焊接气孔等缺陷产生几率，降低焊接变形。
[0007](2)技术方案
[0008]第一方面，本专利技术的实施例提出了一种用于截面呈盒盖形的工件的电子束焊接方法，包括步骤一：根据所述工件的待焊接截面的型面变化沿着焊接方向将所述工件的待焊接截面依次划分为三个焊接区，包括第一焊接区、第二焊接区以及第三焊接区，所述第一焊接区、第二焊接区以及第三焊接区上均设有多个用于焊接热输入能量参数调控的焊接点；步骤二：采用角度调节机构调节所述工件的倾斜度来确定所述第一焊接区、第二焊接区以及所述第三焊接区的焊接角度以及焊接厚度；步骤三：根据不同大小的所述焊接角度来获取多个所述待焊接截面上最高点与最低点的高度差，从多个所述高度差选取最小值来确定对应的焊接角度值；步骤四：采用电子束沿焊接方向对所述待焊接截面进行焊接，获取电子束在多个所述焊接点位置所对应的聚焦电流值以及对应的焊接热输入能量参数；步骤五：根据步骤三确定的所述焊接角度值来调整所述角度调节机构并放置另一所述工件，开启电子束并采用步骤四中的所述聚焦电流值以及所述焊接热输入能量参数来完成对所述工件的待焊接截面的一次性焊接成型。
[0009]进一步地，所述待焊接截面包括第一竖直部和第二竖直部以及第一水平部，所述第一水平部的两端分别与所述第一竖直部以及所述第二竖直部连接，所述第一竖直部及第一竖直部与第一水平部连接的部分构成所述第一焊接区，所说第二竖直部及第二竖直部与第一水平部连接的部分构成所述第三焊接区，所述第二焊接区为所述第一水平部的其余部分。
[0010]进一步地，所述角度调节机构包括第一垫块和第二垫块以及台板，所述第一垫块与所述第二垫块分别可拆卸连接于所述台板的两端，所述第一垫块的高度大于所述第二垫块的高度，所述第一垫块位于所述第一焊接区下方且用于支撑所述第一焊接区，所述第二垫块位于所述第三焊接区下方且用于支撑所述第三焊接区。
[0011]进一步地，在所述步骤二中，采用直角三角函数公式计算得到所述焊接角度值，并根据所述焊接角度值计算出对应的焊接厚度值。
[0012]进一步地，还包括步骤六，即采用目测方式检测一次性焊接成型后所述待焊接截面的外部焊接质量以及采用X射线来检测一次性焊接成型后所述待焊接截面的内部焊接质量。
[0013]进一步地，所述步骤四还可以采用移动台板沿焊接方向的反方向移动使得待焊接截面依次经过所述电子束进行焊接。
[0014]进一步地，所述焊接焦点包括设于所述第一焊接区的第一焊接起点和第一焊接终点以及位于所述第一焊接起点和第一焊接终点的第一中间点；设于第二焊接区的第二焊接起点和第二焊接终点以及位于所述第二焊接起点和第二焊接终点的第二中间点；设于第三焊接区的第三焊接起点和第三焊接终点以及位于所述第三焊接起点和第三焊接终点的第三中间点，所述第一焊接终点与所述第二焊接起点为同一个位置点，所述第二焊接终点与所述第三焊接起点为同一个位置点。
[0015]进一步地，所述第一中间点、第二中间点以及第三中间点分别对应位于第一焊接区、第二焊接区以及第三焊接区的中心位置点。
[0016]进一步地，所述焊接热输入能量参数为在不同的所述焊接点位置确保所述电子束为恒定状态的焊接热输入能量参数。
[0017]进一步地，根据多个所述聚焦电流值形成聚焦电流变化曲线。
[0018](3)有益效果
[0019]综上，通过将待焊接截面分成多个焊接区域并设置多个用于焊接热输入能量参数调控的焊接点，采用角度调节机构对待焊接截面的倾斜角度进行调整并配合数学三角函数公式来获取焊接厚度与焊接角度以及最小高度差，根据最小高度差来确定焊接角度与焊接厚度，采用电子束试焊接来确定不同焊接点位置上对应的聚焦电流值并形成聚焦电流变化曲线以及焊接热输入能量参数，实现电子束对整个待焊接截面进行焊接时保持恒定，从而能够完成对待焊接截面的一次性焊接成型，提高表面成形的均匀性，降低焊接气孔等缺陷产生几率，降低焊接变形，解决现有技术中采用分段焊接需要配置翻转型面的焊接以及需要考虑装配间隙与精度误差控制导致搭接位置焊接工艺控制难度大，焊接成型质量低等问题。
[0020]本专利技术通过采用电子束焊接试验建立不同位置焊接点聚焦电流曲线，实现电子束对整个待焊接截面进行焊接时保持恒定，从而改善电子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于截面呈盒盖形的工件的电子束焊接方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤一：根据所述工件(20)的待焊接截面的型面变化沿着焊接方向将所述工件(20)的待焊接截面依次划分为三个焊接区，包括第一焊接区(4)、第二焊接区(5)以及第三焊接区(6)，所述第一焊接区(4)、第二焊接区(5)以及第三焊接区(6)上均设有多个用于焊接热输入能量参数调控的焊接点；步骤二：采用角度调节机构调节所述工件(20)的倾斜度来确定所述第一焊接区(4)、第二焊接区(5)以及所述第三焊接区(6)的焊接角度值以及焊接厚度值。步骤三：根据不同大小的所述焊接角度值来获取多个所述待焊接截面上最高点与最低点的高度差，从多个所述高度差选取最小值来确定对应的焊接角度值；步骤四：采用电子束(10)沿焊接方向对所述待焊接截面进行焊接，获取电子束(10)在多个所述焊接点位置所对应的聚焦电流值以及对应的所述焊接热输入能量参数；步骤五：根据步骤三确定的所述焊接角度值来调整所述角度调节机构并放置另一所述工件(20)，开启电子束(10)并采用步骤四中的所述聚焦电流值以及所述焊接热输入能量参数来完成对所述工件(20)的待焊接截面的一次性焊接成型。2.根据权利要求1所述的用于截面呈盒盖形的工件的电子束焊接方法，其特征在于，所述待焊接截面包括第一竖直部(201)和第二竖直部(202)以及第一水平部(203)，所述第一水平部(203)的两端分别与所述第一竖直部(201)以及所述第二竖直部(202)连接，所述第一竖直部(201)及第一竖直部(201)与第一水平部(203)连接的部分构成所述第一焊接区(4)，所说第二竖直部(202)及第二竖直部(202)与第一水平部(203)连接的部分构成所述第三焊接区(6)，所述第二焊接区(5)为所述第一水平部(203)的其余部分。3.根据权利要求1所述的用于截面呈盒盖形的工件的电子束焊接方法，其特征在于，所述角度调节机构包括第一垫块(7)和第二垫块(71)以及台板(8)，所述第一垫块(7)与所述第二垫块(71)分别可拆卸连接于所述台板(8)的两端，所述第一垫块(7)的高度大于所述第二垫块(71)的高度，所述第一垫块(7)位于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：付鹏飞，唐振云，毛智勇，李立航，徐明，赵桐，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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