[发明专利]刷式封严环组件的真空电子束焊接方法

说明书

技术领域

现有技术中，刷式封严环组件常用联接技术有下述两种：

1）氩弧焊联接技术由于氩弧焊焊接热输入较大，焊接变形严重，同时熔合深度较浅，接头缺陷较多，刷丝容易断裂，密封效果差，组件合格率低。

2）机械联接技术通过背板的特殊设计结构保证刷丝的紧密固定，此技术由于对刷丝排列要求较高，同时刷丝固定处需大角度弯曲，容易断裂，工艺性较差，现阶段工厂生产很难满足小批量生产要求。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法。

背景技术

人们迫切希望获得一种技术效果优良的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法。

本发明提供了一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，刷式封严环组件布置在辅助夹紧用的分体结构的工装1上，通过螺钉一2将所述刷式封严环组件与工装1固定连接在一起；刷式封严环组件由刷丝4和用于固定刷丝4的背板5构成；其中：背板5通过螺钉二3与工装1相对固定，刷丝4固定布置在背板5上，如图1所示；其特征在于：刷式封严环组件的焊接接头要求：被焊接件相互之间焊缝的宽度在4.0～4.5mm之间，熔深在3.2～3.8mm之间；同时焊接接头平整，刷丝无未熔合、断裂的现象；

焊接工艺参数为：加速电压为150kV，聚焦电流为1928mA，扫描波形为三角波，扫描频率为200Hz，扫描幅值为2.5mm，焊接速度为10mm/s，焊接束流为2.0-4.0mA。

在刷式封严环组件的真空电子束焊接之后，进行局部的修饰焊操作，焊接工艺参数为：加速电压为150kV，聚焦电流为1928mA，扫描波形为三角波，扫描频率为200Hz，扫描幅值为2.5mm，焊接速度为10mm/s，焊接束流为2.2mA。

所述刷式封严环组件的真空电子束焊接方法还满足下述要求：

在焊接之前首先对刷式封严环组件进行超声波清洗，然后烘干：烘干温度为120±5℃，时间为0.5-1.5小时；

在对刷式封严环组件进行真空电子束焊接之后对其进行检查，检查方法为下述两种方法之一或其组合：其一目视检查：检查焊缝表面质量；其二，超声波检查：检查内部有无下述缺陷：气孔、裂纹。

采用本发明所述刷式封严环组件的真空电子束焊接方法，解决了以下技术问题：

1）由于真空电子束焊接对焊缝表面质量要求较高，需要对焊缝进行清理，以减少焊接过程中产生的缺陷。确定了刷式封严环组件的焊接工艺路线：焊前超声波清洗——烘干——真空电子束焊——焊后检查——真空热处理；

2）由于刷式封严环组件的结构特殊，对焊缝的宽度、深度有严格的要求，确定了刷式封严环组件的真空电子束焊接工艺参数；

3）由于刷式封严环组件对焊接变形要求严格，在优化焊接工艺参数的同时，设计了真空电子束焊接及热处理一体的工装，对焊接变形进行精确控制；

4）刷式封严环组件结构特殊，焊接接头无法采用X光进行检查，采用了超声波检查可以有效检测接头内部的焊接缺陷。

本发明的重要创新点如下：

1）组件的焊前准备过程中：由于刷丝和背板、刷丝和刷丝之间排列紧密，很难通过常规清理手段将组件清理干净。本技术通过对组件的超声波清洗，减少了焊缝中的油污、氧化物、粉尘等杂质，清洗完进行烘干，保证了焊接接头的质量。

2）刷式封严环组件的真空电子束焊接工艺参数：通过多次小线能量的电子束焊接，保证了焊接接头的宽度和深度，使得刷丝和背板能充分熔合，同时减少了焊接产生的变形。

3）真空电子束焊接工装的设计：通过电子束焊接工装的设计，在焊接的过程中，保持对背板的压力，焊接完成后，连带焊接工装一起进行真空热处理，在消除焊接应力的同时，显著减少焊接引起的变形。

4）焊接接头的超声波检测：焊后采用超声波检测焊接接头，主要检查接头内部的气孔、裂纹等焊接缺陷。

本发明的技术优点如下：

1）真空电子束焊接过程稳定可控，焊接参数可以精确调整，焊接重复性好；

2）真空环境下焊接，接头缺陷少、质量高，焊缝一致性好；

3）接头强度高，刷丝熔合充分，和背板结合强度高；

4）焊接过程简单，适合批量生产。