空腔薄壁结构的焊接变形控制技术

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1、第48卷第1期啦轧技Vo1．48No．12008年1月TlelecommunicationEngineeringJan．2008文章编号：1001—893X(2008)O1—0109一o4空腔薄壁结构的焊接变形控制技术郑国洪，张光元(中国西南电子技术研究所，成都610036)摘要：针对3A21铝合金材料空腔簿壁结构的电子束焊接变形控制工艺进行技术攻关，通过夹具设计和焊接工艺流程控制，达到减小焊后变形的目的，满足了工程需要。关键词：簿壁结构；焊接工艺；变形控制中图分类号：TN405文献标识码：AWeldingDeformationTechnologyforCavumThinWaUStructu

2、reZHENGGuo—hong，ZHANGGuang—yuan(SouthwestChinaInstituteofElectronicTechnology，Chengdu610036，China)Abstract：Thispaperaimsattheresearchondeformationcontroltechnologyinelectronbeamweldingofthecavumthinwallstructureof3A21aluminummetalahoymateria1．Throughclampdesignandweldingprocesscontrol，weldeddeforma

3、tionisminished，thussatisfyingtheengineeringdemand．Keywords：cavumlamellastructure；weldingtechnology；deformationcontrol板在焊接后还需要与其它零件进行真空钎焊，必须1引言严格控制其形变量，因此该冷板的焊接只能采用变形较小的电子束焊接技术。虽然采用的是变形较小随着设备功率的增大，对设备外形结构的散热的电子束焊接技术，但由于该空腔薄壁结构的特殊要求越来越高，只靠常规的自然散热已经不能满足结构形式，所有焊接都在同一面进行，而且焊缝多且设备的使用要求。因此，经常需要采用强制风冷散长，决定

4、了电子束焊接后零件仍然存在较大的焊接热带走设备所散发的热量，降低设备的工作温度。变形。因此如何控制这类零件的焊接变形量，成为强制风冷散热要求在设备结构上设计制造出冷风进满足产品需要的关键。入、传输风道，而设备的重量限制，使得各部件壁薄，采用常规氩弧焊工艺焊接将会引起很大的焊接变形。因此，在这种情况下，一般采用相对变形较小的电子束焊接、真空钎焊等焊接技术来减小焊接变形，保证风冷冷板的焊接精度。图1所示的风道腔是一个设备中散热冷风进入的分流通道散热冷板，为了保证风道的形状和后续的组焊，零件采用3A21板材，通过铣削加工完成基(a)风道腔板三维图(b)焊后风冷通道三维图板形状的加工，然后采用焊接的

5、方式将两块薄板封图1风冷冷板的焊接组合图闭风道，形成空腔薄壁结构的风冷冷板。由于该冷收稿日期：2007—09—28；修回日期：2007—12—18·1o9·第48卷第1期奶玩技V0l_48No．12008年1月TelecommunicationEngineeringJan．20o8板，具有较好的刚度和平面度，能够保证零件在焊接2风冷冷板的焊接变形分析过程中的平面度。在零件的焊接面上设计一个框架，通过10个M8的螺钉固定在底板上。夹具材料由图1可以直观地看出，该风冷冷板大部分地我们根据电子束焊接设备的特性需要选择无磁性且方都是中空的，整个冷板外形尺寸如下：整个侧板总具有较高的屈服强度的材料1C

6、rl8Ni9Ti。长251i／l／n，宽为170mm和150mm，板体中部对称夹具的平面度情况直接影响焊接工件的形变，铣有2个50mm×208mm×8mm的空腔，腔体的底因此，焊接夹具的平面度必须小于0．1mm的工件厚仅剩2mm，腔体需要焊接的盖板厚也仅1．5mm，平面度要求，在夹具加工时我们首先采用了钳工校沿风冷冷板长度方向两个腔体中间的梁宽为9mm，平的方式来保证夹具平面度精度要求。同时，为了厚度方向两侧面铣掉了2个约60mm×5mm的椭保证长度方向焊接时固定侧板，还特意设计了两条圆型导通孔与腔体相连。成形后的风冷冷板是典型压条，借用长度方向端头的螺钉压紧盖板。的中空薄壁件。设计要求焊接

7、后风冷冷板底面的平面度为0．1mm，宽度方向的150mm尺寸精度要求在4焊接试验+0．05～0．1mm之间。因为该风冷冷板的空腔将4．1焊接工艺控制来作为冷却介质的通道(风冷)，要求焊接后的焊缝焊接试验在CB112中压电子束焊机上进行，该不能有空隙或空洞等缺陷，以免影响散热效果和设设备加速电压60kV，功率15kW，X、Y方向可以联备。动，工作台移动速度可在1～25I／lm／s之间通过程为了观察这类零件采用电