[发明专利]一种辅助加热系统和电子束焊接热循环方法

权利要求书

1.一种电子束焊接热循环控制系统，其特征在于，包括：真空室，位于真空室内的辅助加热装置，真空电子束焊机；所述辅助加热装置包括：加热罩、控制装置和隔热层，所述加热罩用于套设在工件上方；所述隔热层固定在转台与工件之间，所述加热罩的顶部盖板可移动设置；

加热罩包括运动机构，所述运动机构置于真空室内，包括用于移动加热罩的移动机构，以及用于在预热完成后通过所述运动机构控制加热罩移动机构的机关；

通过所述辅助加热装置对工件进行预热后，通过真空室内的运动机构启动加热罩的移动机构的机关，加热罩顶部盖板移开，真空电子束焊机的电子枪发射电子束对待加工工件进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种电子束焊接热循环控制系统，其特征在于，所述加热罩包括加热元件、温度传感器，所述温度传感器放置于所述工件上、用于每隔预定时间段获取工件的温度并返回至所述控制装置，由所述控制装置根据所述温度调节加热元件的加热温度。

3.根据权利要求2所述的一种电子束焊接热循环控制系统，其特征在于，所述加热罩包括不锈钢板隔热层和不锈钢框架；所述加热元件采用带状镍铬带Cr20Ni80，外部用陶瓷件绝缘，布置在加热罩内部，可单独拆卸。

4.根据权利要求2所述的一种电子束焊接热循环控制系统，其特征在于，所述加热元件包括环形结构和线形结构，环形结构适用于环形工件，线形结构适用于平板工件；加热元件的预热温度范围为300～600℃。

5.根据权利要求4所述的一种电子束焊接热循环控制系统，其特征在于，平板工件加热罩的顶部盖板可左右移动，环形工件采用三组圆弧结构的加热元件；其中，所述加热元件还可以设置为柔性多段式的加热带，与所述加热带匹配的隔热层相应设置为多段式，每段加热带可根据焊缝的形状旋转一定角度。

6.根据权利要求2所述的一种电子束焊接热循环控制系统，其特征在于，所述温度传感器采用N型热电偶，2～4支用于测量预热过程的近工件温度，2～4支用于测量焊接过程的近焊缝温度；热电偶伸长量和距离工件的距离可调，预先加热的热电偶距离工件5～50mm；根据焊接情况，用于测试焊接温度的热电偶设置在距离焊缝0.5～50mm范围内。

7.一种辅助加热系统和预热的电子束焊接热循环方法，该方法应用权利要求6所述的电子束焊接热循环控制系统，其特征在于，包括步骤：

焊接准备：将待加工工件焊接面用夹具固定、夹紧，安装到真空室内并开启真空泵抽真空；

焊前预热：采用辅助加热装置对所述待加工工件进行预热；

电子束焊接：预热完成后进行焊接；

焊后缓冷：焊接完成之后，使用辅助加热系统进行缓冷，使工件温度缓慢冷却至室温；

优化：通过近缝热电偶进行焊接热循环监测的结果，分析其与未预热的区别，比较焊缝成形及性能，对预热参数及焊接参数进行优化。

8.根据权利要求7所述的电子束焊接热循环方法，其特征在于，所述预热目标温度为300℃～550℃，预热时间为30min～150min；焊接参数中加速电压为90kV～150kV，聚焦电流为2260～2590mA，根据焊接厚度调整焊接束流为3mA～50mA，焊接速度为2mm/s～10mm/s。