一种电子束焊接方法与流程

1.本发明属于焊接技术领域，涉及一种电子束焊接方法。


背景技术：

2.电子束焊接(electron beam welding，简称ed)具有焊缝纯净、深宽比大以及能量精确可控的优点，一般来讲，电子束焊接时需要使焊接处尽可能为直线，但不可避免会出现接头为曲线的现象。
3.焊缝为直线时，焊接处的加工精度容易达到较高水平，因此，为了保证产品的外观美观性，在直线焊缝的电子束焊接时，需要尽可能减小焊接熔池的宽度。但如果将直线焊接的工艺直接用于曲线焊缝，则在焊接过程中容易出现焊缝偏移的问题。
4.例如，cn115401304a公开了一种锅形靶材和法兰的连接方法，包括如下步骤：(1)沿锅形靶材的锅体外壁的周向加工一圈圆形的装配槽；(2)将法兰进行机加工，然后沿法兰的径向均分，得到形状完全相同的第一法兰和第二法兰；第一法兰和第二法兰的形状均为半圆形；(3)将步骤(2)的得到的第一法兰和第二法兰分为左右两部分插入步骤(1)得到的装配槽中，然后依次进行第一电子束焊接、第二电子束焊接和第三电子束焊接，得到连接法兰的锅形靶材。
5.该方法虽然能够实现对曲线焊缝的焊接，但采用多道次的焊接工艺，多次偏移了电子枪和焊缝的位置，使电子束焊接的焊接效率降低。
6.cn103331512a提供了一种异型曲面的电子束焊接方法，包括：(1)建立焊缝平面曲线；以待焊件三维模型为基础，生成待焊焊缝的轨迹曲线；(2)曲线分解，根据曲线特点对曲线进行分解，分解原则为根据焊缝曲线将其分解为直线段和圆弧段；(3)采集点并解算，解算电子束流聚焦高度、电子束焊机主轴在y方向平动、主轴绕c轴转动角、回转半径；(4)空转试运行，采用空转的方式将焊接程序运行一次，验证步骤(3)数据的正确性。
7.该方法需要对焊缝进行解算，工艺较为复杂，不利于工业化的快速生产。
8.为此，需要提供一种保证焊缝外观美观、实现降本增效的电子束焊接方法，使该方法不仅能够保证焊缝深度，还能够保证熔池宽度，且适用于曲线焊缝。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电子束焊接方法，尤其提供了一种适用于ta件的电子束焊接方法，该电子束焊接方法仅需要一道次的焊接，能够使焊缝深度≥2mm，熔池宽度≥1mm，降低了曲线焊缝进行电子束焊接的成本，提高了曲线焊缝进行电子束焊接的效率。
10.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
11.本发明提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括：
12.对曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
13.电子束焊接时的焦点深度≥10mm，线速度≤15mm/s，束流≥55ma。
14.本发明提供的电子束焊接方法通过对电子束焊接时的焦点深度、线速度以及束流的调节，在对曲线焊缝进行电子束焊接时仅需要一道次的焊接，且能够使焊缝深度≥2mm，熔池宽度≥1mm，降低了曲线焊缝进行电子束焊接的成本，提高了曲线焊缝进行电子束焊接的效率。
15.优选地，所述电子束焊接时的束流≥60ma。
16.优选地，所述电子束焊接时的束流为60ma至65ma。
17.优选地，所述电子束焊接的线速度≤10mm/s。
18.优选地，所述电子束焊接的线速度为5mm/s至10mm/s。
19.优选地，所述电子束焊接的焦点深度≥15mm。
20.优选地，所述电子束焊接的焦点深度为15mm至20mm。
21.优选地，所述电子束焊接的焊缝深度≥2mm，熔池宽度≥1mm。
22.优选地，所述电子束焊接的焊缝深度为3.5mm至5mm，熔池宽度为2mm至3.5mm。
23.作为本发明提供的电子束焊接方法的优选技术方案，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
24.对曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
25.电子束焊接时的焦点深度为15mm至20mm，线速度为5mm/s至10mm/s，束流为60ma至65ma；
26.所述电子束焊接的焊缝深度为3.5mm至5mm，熔池宽度为2mm至3.5mm。
27.本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
29.本发明提供的电子束焊接方法通过对电子束焊接时的焦点深度、线速度以及束流的调节，在对曲线焊缝进行电子束焊接时仅需要一道次的焊接，且能够使焊缝深度≥2mm，熔池宽度≥1mm，降低了曲线焊缝进行电子束焊接的成本，提高了曲线焊缝进行电子束焊接的效率。
具体实施方式
30.图1为本发明进行电子束焊接的曲线焊缝的结构示意图。
31.其中：1，曲线焊缝。
33.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
34.本发明的某个实施例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括：
35.对曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
36.电子束焊接时的焦点深度≥10mm，线速度≤15mm/s，束流≥55ma。
37.本发明提供的电子束焊接方法通过对电子束焊接时的焦点深度、线速度以及束流的调节，在对曲线焊缝进行电子束焊接时仅需要一道次的焊接，且能够使焊缝深度≥2mm，熔池宽度≥1mm，降低了曲线焊缝进行电子束焊接的成本，提高了曲线焊缝进行电子束焊接的效率。
38.本发明中，电子束焊接时的束流≥55ma，例如可以是55ma、56ma、58ma、60ma、62ma、
65ma、68ma或70ma，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为≥60ma，进一步优选为60ma至65ma。
39.发明人发现，在电子束焊接过程中，如果提高束流会提高焊缝深度以及熔池宽度，降低束流会降低焊缝深度以及熔池宽度。为了实现对曲线焊缝的一道次电子束焊接，需要控制熔池宽度达到规定数值；而为了保证电子束焊接的焊接强度，则需要使焊缝深度达到规定数值，因此，本发明中电子束焊接时的束流≥55ma，优选为≥60ma，进一步优选为60ma至65ma。
40.本发明中，电子束焊接时的线速度≤15mm/s，例如可以是3mm/s、5mm/s、6mm/s、8mm/s、10mm/s、12mm/s、14mm/s或15mm/s，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为≤10mm/s，进一步优选为5mm/s至10mm/s。
41.发明人发现，在电子束焊接过程中，如果提高线速度会降低焊缝深度以及熔池宽度，提高线速度会增加焊缝深度以及熔池宽度。为了实现对曲线焊缝的一道次电子束焊接，需要控制熔池宽度达到规定数值；而为了保证电子束焊接的焊接强度，则需要使焊缝深度达到规定数值，因此，本发明中电子束焊接时的线速度≤15mm/s，优选为≤10mm/s，进一步优选为5mm/s至10mm/s。
42.本发明中，电子束焊接时的焦点深度≥10mm，例如可以是10mm、12mm、14mm、15mm、16mm、18mm或20mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为≥15mm，进一步优选为15mm至20mm。
43.发明人发现，在电子束焊接过程中，如果减少焦点深度会降低焊缝深度以及熔池宽度，增加焦点深度会增加焊缝深度以及熔池宽度。为了实现对曲线焊缝的一道次电子束焊接，需要控制熔池宽度达到规定数值；而为了保证电子束焊接的焊接强度，则需要使焊缝深度达到规定数值，因此，本发明中电子束焊接时的焦点深度≥10mm，优选为≥15mm，进一步优选为15mm至20mm。
44.在某些实施例中，所述电子束焊接的焊缝深度≥2mm，熔池宽度≥1mm。
45.采用本发明提供的电子束焊接方法，能够使焊缝深度大于等于2mm，例如可以是2mm、2.4mm、2.5mm、2.7mm、2.8mm、3mm、3.2mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm或5.5mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为3.5mm至5mm。
46.采用本发明提供的电子束焊接方法，能够使熔池宽度≥1mm，例如可以是1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.2mm或3.5mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
47.在某些实施例中，所述电子束焊接的焊缝深度为3.5mm至5mm，熔池宽度为2mm至3.5mm。
48.在某些实施例中，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
49.对曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
50.电子束焊接时的焦点深度为15mm至20mm，线速度为5mm/s至10mm/s，束流为60ma至65ma；
51.所述电子束焊接的焊缝深度为3.5mm至5mm，熔池宽度为2mm至3.5mm。
52.为了清楚说明本发明的技术方案，具体实施方式中的焊接对象为钽(ta)件，各实施例以及对比例中的焊缝形状相同，均为如图1所示的曲线焊缝1。
53.实施例1
54.本实施例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
55.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
56.电子束焊接时的焦点深度为15mm，线速度为10mm/s，束流为60ma。
57.采用本实施例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
58.实施例2
59.本实施例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
60.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
61.电子束焊接时的焦点深度为15mm，线速度为12mm/s，束流为60ma。
62.采用本实施例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
63.实施例3
64.本实施例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
65.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
66.电子束焊接时的焦点深度为15mm，线速度为15mm/s，束流为60ma。
67.采用本实施例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
68.实施例4
69.本实施例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
70.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
71.电子束焊接时的焦点深度为15mm，线速度为5mm/s，束流为60ma。
72.采用本实施例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
73.实施例5
74.本实施例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
75.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
76.电子束焊接时的焦点深度为18mm，线速度为10mm/s，束流为60ma。
77.采用本实施例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
78.实施例6
79.本实施例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
80.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
81.电子束焊接时的焦点深度为20mm，线速度为10mm/s，束流为60ma。
82.采用本实施例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
83.实施例7
84.本实施例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
85.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
86.电子束焊接时的焦点深度为12mm，线速度为10mm/s，束流为60ma。
87.采用本实施例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
88.实施例8
89.本实施例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
90.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
91.电子束焊接时的焦点深度为10mm，线速度为10mm/s，束流为60ma。
92.采用本实施例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
93.实施例9
94.本实施例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
95.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
96.电子束焊接时的焦点深度为15mm，线速度为10mm/s，束流为55ma。
97.采用本实施例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
98.实施例10
99.本实施例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
100.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
101.电子束焊接时的焦点深度为15mm，线速度为10mm/s，束流为65ma。
102.采用本实施例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
103.对比例1
104.本对比例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
105.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
106.电子束焊接时的焦点深度为15mm，线速度为18mm/s，束流为60ma。
107.采用本对比例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
108.对比例2
109.本对比例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
110.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
111.电子束焊接时的焦点深度为15mm，线速度为20mm/s，束流为60ma。
112.采用本对比例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
113.对比例3
114.本对比例提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括如下步骤：
115.对ta件的曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；
116.电子束焊接时的焦点深度为8mm，线速度为10mm/s，束流为60ma。
117.采用本对比例提供的电子束焊接方法不需要多道次的电子束焊接，仅通过一道次的电子束焊接即可实现ta件的电子束焊接，焊缝深度以及熔池宽度如表1所示。
118.表1
119.焊缝深度(mm)熔池宽度(mm)实施例13.82.1实施例23.51.6实施例33.31.2实施例44.73.5实施例54.42.2实施例65.02.4实施例72.81.6实施例82.11.1实施例93.61.9实施例104.12.4对比例11.90.5对比例21.60.3对比例31.90.9
120.由表1可知，在电子束焊接过程中，如果提高束流会提高焊缝深度以及熔池宽度，降低束流会降低焊缝深度以及熔池宽度，采用本技术优选的束流数值，能够降低能耗，且使焊缝深度为3.5mm至5mm，熔池宽度为2mm至3.5mm。
121.在电子束焊接过程中，如果提高线速度会降低焊缝深度以及熔池宽度，提高线速度会增加焊缝深度以及熔池宽度，采用本技术优选的线速度数值，能够降低能耗，且使焊缝深度为3.5mm至5mm，熔池宽度为2mm至3.5mm。
122.在电子束焊接过程中，如果减少焦点深度会降低焊缝深度以及熔池宽度，增加焦点深度会增加焊缝深度以及熔池宽度，采用本技术优选的焦点深度数值，能够降低能耗，且使焊缝深度为3.5mm至5mm，熔池宽度为2mm至3.5mm。
123.综上所述，本发明提供的电子束焊接方法通过对电子束焊接时的焦点深度、线速度以及束流的调节，在对曲线焊缝进行电子束焊接时仅需要一道次的焊接，且能够使焊缝深度≥2mm，熔池宽度≥1mm，降低了曲线焊缝进行电子束焊接的成本，提高了曲线焊缝进行电子束焊接的效率。
124.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电子束焊接方法，其特征在于，所述电子束焊接方法包括：对曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；电子束焊接时的焦点深度≥10mm，线速度≤15mm/s，束流≥55ma。2.根据权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述电子束焊接时的束流≥60ma。3.根据权利要求2所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述电子束焊接时的束流为60ma至65ma。4.根据权利要求1-3任一项所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述电子束焊接的线速度≤10mm/s。5.根据权利要求4所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述电子束焊接的线速度为5mm/s至10mm/s。6.根据权利要求1-5任一项所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述电子束焊接的焦点深度≥15mm。7.根据权利要求6所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述电子束焊接的焦点深度为15mm至20mm。8.根据权利要求1-7任一项所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述电子束焊接的焊缝深度≥2mm，熔池宽度≥1mm。9.根据权利要求8所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述电子束焊接的焊缝深度为3.5mm至5mm，熔池宽度为2mm至3.5mm。10.根据权利要求1-9任一项所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述电子束焊接方法包括如下步骤：对曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；电子束焊接时的焦点深度为15mm至20mm，线速度为5mm/s至10mm/s，束流为60ma至65ma；所述电子束焊接的焊缝深度为3.5mm至5mm，熔池宽度为2mm至3.5mm。

技术总结
本发明提供了一种电子束焊接方法，所述电子束焊接方法包括：对曲线焊缝进行一道次的电子束焊接；电子束焊接时的焦点深度≥10mm，线速度≤15mm/s，束流≥55mA。所述电子束焊接方法通过对电子束焊接时的焦点深度、线速度以及束流的调节，在对曲线焊缝进行电子束焊接时仅需要一道次的焊接，且能够使焊缝深度≥2mm，熔池宽度≥1mm，降低了曲线焊缝进行电子束焊接的成本，提高了曲线焊缝进行电子束焊接的效率。率。率。


技术研发人员：姚力军 潘杰 廖培君 沈学峰 陈石
受保护的技术使用者：宁波江丰电子材料股份有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/9/14