一种不锈钢筒体真空电子束焊接方法
【专利摘要】一种不锈钢筒体真空电子束焊接方法，包括：清理旋压筒体和封头，打磨待焊部位，宽度不小于10mm，打磨至金属光泽，清洁待焊部位；将旋压筒体和封头对接装配在一起，控制对接处错边量≤0.15mm，并将装配到位的待焊组件装夹在电子束焊机的回转装置上；将待焊组件开进真空室，抽真空，真空度到达5×10-4mbar后，选用经验证的电子束焊参数对筒体组件进行真空电子束焊接；电子束焊接结束后，检查焊缝外观质量，确认焊缝表面无目视可见缺陷；拆除工装后检查焊缝背面质量，以不存在突出筒体内壁高度焊漏为自检合格。本发明解决有利于产品的质量可靠性和稳定性。
【专利说明】一种不锈钢筒体真空电子束焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接【技术领域】，具体涉及一种不锈钢筒体真空电子束焊接方法。
【背景技术】
[0002]00Crl9Nill是一种奥氏体型不锈钢，比0Crl9Ni9碳含量更低的钢，耐晶间腐蚀性优越，为焊接后不进行热处理部件类。
[0003]某型号燃料箱筒体采用上述不锈钢作为原材料，筒体的设计结构如附图1，筒体内腔装填某种燃料，燃料的移动则通过活塞沿筒体内壁的单向推动实现，而活塞则由导向环作为移动的导向。为了确保燃料的利用率，要求活塞与筒体内壁的间隙尽可能小，以减少活塞与筒体之间因存在间隙而残留燃料，因此，不仅要求筒体有很高的椭圆度，而且要求其内壁表面粗糙度为0.125，达到镜面要求。然而由于受加工工艺所限，无法实现筒体的整体加工，为此，在不影响筒体使用性能的前提下，将筒体分割成旋压筒体和封头两部分，如附图2，再将旋压筒体和封头经电子束焊组焊，焊缝经X光无损探伤检验合格后，再进行机械切削精加工至筒体最终尺寸精度。
[0004]然而如图3所示，焊接形成的焊缝背面余高超差。
【发明内容】
[0005]图1是本发明的燃料箱筒体结构示意图；
图2是本发明燃料箱筒体的焊接接头示意图，右侧为筒体与封头对接接头的局部侧视放大图；
图3是本发明中提及的焊缝余闻超出允许范围的不意图(图中hi > 0.75mm)；
图4是筒体深熔焊阶段焊接位置示意图。
[0006]图2中I是旋压筒体，2是封头。
【具体实施方式】
[0007]由【背景技术】可知，焊接采用00Crl9Nill为材料的不锈钢筒体形成的焊缝余高过高。发明人经过研究发现，00Crl9Nill虽然有较好的焊接性，但是与其它的结构钢比较，其熔池流动性差，且散热慢，因此对于不锈钢材料，在进行环缝对接焊时，由于存在起弧和收弧，造成局部热量重复输入，使得局部热量过高，从而导致焊缝背面余高超差，如附图3，超差的余高又由于受结构所限，无法通过机械打磨方式去除，导致筒体不能按合格产品交付使用。
[0008]发明人经过进一步研究，在本发明中提供一种不锈钢筒体真空电子束焊接方法，所提供的方法在整条接缝的焊接过程中，通过改变焊接速度，即改变焊接线能量的方式，使不同部位得到的线能量不同，从而达到控制焊缝成形，即控制焊缝背面余高的目的。
[0009]本发明是通过如下步骤实现:
步骤一、清理加工到尺寸精度的旋压筒体和封头，分别用砂皮打磨待焊部位，宽度不小于10mm，打磨至金属光泽，然后用无水酒精清洁待焊部位；
步骤二、用装焊工装将旋压筒体和封头对接装配在一起，控制对接处错边量< 0.15mm,然后将装配到位的待焊组件装夹在电子束焊机的回转装置上；
步骤三、将待焊组件开进真空室，抽真空，真空度到达5 X 10_4mbar后，对筒体组件进行真空电子束焊接，焊接过程中焊接速度变化；
本实施例中，所述焊接依次包括定位焊、深熔焊和修饰焊，所述深熔焊过程中，焊接速度增大。图4中，01区从0° -A为工件空转阶段；02区从A到C为深熔焊前的电流上升阶段；03区为深熔焊阶段；04区从C到D为深熔焊后的电流下降阶段。如图4所示，从C位置沿逆时针方向焊接至位置B，焊接速度相对较小，以焊缝背面焊透且余高不超标为原则，而从B — C，由于这一段在电流上升阶段就已经焊透，且00Crl9Nill这种不锈钢材料散热慢，造成从B — C局部热量重复输入时，使得局部热量过高，从而导致焊缝背面余高超差，为此从B —C，通过增大焊接速度的方式来降低该区域的热量输入。本发明即通过理论分析和实验验证来选择最佳的焊接速度。
[0010]采用表1所提供的焊接参数可以得到品质满足工艺要求的焊接产品。
[0011]表1真空电子束焊焊接参数
【权利要求】
1.一种不锈钢筒体真空电子束焊接方法，其特征在于，包括如下步骤:步骤一、清理加工到尺寸精度的旋压筒体和封头，分别用砂皮打磨待焊部位，待焊部位宽度不小于IOmm,打磨至金属光泽,然后用无水酒精清洁待焊部位；步骤二、用装焊工装将旋压筒体和封头对接装配在一起，然后将装配到位的待焊组件装夹在电子束焊机的回转装置上；步骤三、将待焊组件开进真空室，抽真空，真空度到达5 X 10_4mbar后，对筒体组件进行真空电子束焊接，焊接过程中焊接速度变化；步骤四、电子束焊接结束后，检查焊缝外观质量；步骤五、确认焊缝表面无目视可见缺陷后，真空室进气，将焊接完成的工件开出真空室，并取下工件；步骤六、拆除工装后检查焊缝背面质量，以不存在突出筒体内壁高度的焊漏为自检合格，并结束焊接。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢筒体真空电子束焊接方法，其特征在于，步骤二控制对接处错边量< 0.15_。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢筒体真空电子束焊接方法，其特征在于，所述焊接依次包括定位焊、深熔焊和修饰焊，所述深熔焊过程中，焊接速度增大。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢筒体真空电子束焊接方法，其特征在于，对于壁厚为6.45的不锈钢筒体，定位焊的速度为30mm/s，深熔焊的速度从起弧至352°为40mm/s，剩余的8°至电流下降结束,焊接速度为45mm/s,修饰焊的速度为30mm/s。
【文档编号】B23K15/00GK103506751SQ201210204284
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2012年6月20日
【发明者】潘丽华, 王勇, 沈慧萍 申请人:上海新力动力设备研究所