特种焊接技术 教学课件 作者 王洪光 主编11三章课件教案.doc

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1、教师课时计划（首页）序号专业及班级授课类型11授课日期讲课课题第3章电子束焊第三节电子束焊的焊接工艺教学目的1、掌握电子束焊的接头设计2、了解电子束焊的工艺参数3、了解电子束焊的焊接工艺重点与难点重点：电子束焊的接头设计难点：摩擦焊的类型时间(分)内容及教授方法教具第三节电子束焊的焊接工艺一．焊前准备及接头设计二．电子束焊的工艺参数三、获得深熔焊的工艺方法四、电子束焊接接头组织课后记录检查意见签字教师课时计划（首页）第三节电子束焊的焊接工艺一、焊前准备及接头设计1、焊前准备（1）接合面的加工与清理电子束焊接头属紧密配合无坡口对接形式，一般不加填

2、充金属，仅在焊接异种金属或合金，又确有必要时才使用填充金属。要求接合面经机械加工，表面粗糙度一般为1.5～25μm宽焊缝比窄焊缝对接合面要求可放宽，搭接接头也不必过严。真空电子束焊前必须对焊件表面进行严格清理，否则导致焊缝缺陷，力学性能变坏，还影响抽气时间和焊枪运行的稳定性。对非真空电子束焊的焊件清理不必像真空焊那样严格。清理方法可用丙酮清洗，若为了强力去油而使用含有氯化烃类溶剂，随后必须将工件放在丙酮内彻底清洗。清理完毕后不能再用手或工具触及接头区，以免污染。（2）接头装配电子束焊接头装配时要紧密接合，不留间隙，并尽量使接合面平行，以便窄小的

3、电子束能均匀熔化接头两边的母材。装配公差取决于焊件厚度、接头设计和焊接工艺，装配间隙宜小不宜大。对无锁底的对接接头，板厚δ＜1.5mm时，局部最大间隙不应超过0.07mm；随板厚增加，可用稍大一些的间隙。板厚超过3.8mm时，局部最大间隙可到0.25mm。焊薄工件时装配间隙一般要小于0.13mm。（3）夹紧所有电子束焊都是机械或自动操作的，如果零件不是设计教师课时计划（首页）成自紧式的，必须利用夹具进行定位与夹紧，然后移动工作台或电子枪体完成焊接。（4）退磁对于极窄焊缝，剩磁感应强度为0.5×10-4T，对于较宽焊缝为（2～4）×10-4T。2

4、、接头设计电子束焊接的接头形式有对接、角接、搭接和卷边焊，而且均可进行无坡口全熔透或给定熔深的单道焊。这些接头原则上都可以用于电子束焊接的一次穿透完成。如果电子束的功率不足以穿透接头的全厚度，也可采取正反两面焊的方法来完成。电子束焊不同接头有各自特有的接合面设计、接缝准备和施焊的方位。接头设计原则是便于接头的准备、装配和对中，减少收缩应力，保证获得所需熔透度。（1）对接接头电子束焊的对接接头形式如图3-5所示。对接接头的准备最简便，适于部分或全熔透焊，只需装配夹紧即可。（2）角接头电子束焊最常用的角接头形式如图3-6所示。（3）T形接头电子束焊

5、最常用的T形接头形式如图3-7所示。（4）搭接接头常用于焊接厚度小于1.6mm的焊件，图3-8是其中常用的三种接头形式。厚板搭接焊时，需填充焊丝以增加焊脚尺寸，有时也采用散焦电子束以加宽焊缝，并形成平滑的过渡。教师课时计划（首页）（5）端接接头三种典型的电子束焊端接接头如图3-9所示。厚板端接采用大功率深熔透焊，薄件或不等厚件常用小功率或散焦电子束进行焊接。二、电子束焊的焊接工艺参数电子束的主要焊接参数为加速电压Ua，电子束流Ib，聚焦电流It，焊接速度Vb及工作距离H。（1）加速电压在大多数电子束焊中，加速电压参数往往不变，根据电子枪的类型（

6、低、中、高压）通常选取某一数值，如60kV或150kV。在相同的功率、不同的加速电压下，所得焊缝深度和形状是不同的。提高加速电压可增加焊缝的熔深。当焊接大厚件并要求得到窄而平行的焊缝或电子枪与焊件的距离较大时可提高加速电压。（2）电子束流电子束电流（简称束流）与加速电压一起决定着电子束焊的功率。在电子束焊中，由于加速电压基本不变，所以为满足不同的焊接工艺需要，常常要调整电子束电流值。这些调整包括以下几方面：l）在焊接环缝时，要控制束流的递增、递减，以获得良好的起始、收尾搭接处质量；2）在焊接各种不同厚度的材料时，要改变束流，以得到不同的熔深；3

7、）在焊接大厚件时，由于焊接速度较低，随着焊件温度的增加，焊接电流需逐渐减小。教师课时计划（首页）（3）焊接速度焊接速度和电子束功率一起决定着焊缝的熔深、焊缝宽度以及被焊材料的熔池行为（冷却、凝固及焊缝熔合线形状）。增加焊接速度会使焊缝变窄，熔深减小。（4）聚焦电流根据被焊材料的焊接速度、焊缝接头间隙等决定聚焦位置，进而确定电子束斑点大小。当焊件被焊厚度大于10mm时，通常采用下焦点焊（即焦点处于焊件表面的下部），且焦点在焊缝熔深的30％处。当焊接厚度大于50mm时，焦点在焊缝熔深的50％～75％之间更合适。（5）工作距离焊件表面与电子枪的工作距

8、离会影响到电子束的聚焦程度，工作距离变小时，电子束的压缩比增大，使电子束斑点直径变小，增加了电子束功率密度。但工作距离太小会使过多的金属蒸气进入枪体造