今天正好有时间，再给大家来一篇关于电子束焊接的应用的帖子，上次写的《看图说话——浅析真空电子束焊接的应用》 http://bbs.cmiw.cn/forum.phpmod=viewthread&tid=346840&highlight=%B5%E7%D7%D3%CA%F8
0 X3 g# Z L0 H f' d那些都是一些常规工件的焊接，这次给大家看一些比较有意思的工件的焊接，希望大家多多的给出意见和建议，一起把论坛的热情顶起来，彼此之间多交流，共同提高。
& {# e4 r) n* ]5 [0 a8 f! R% }
6 c; _: \2 H% u. @/ _. m本文采用图片加描述的方法，希望大家多多评论。
6 @( A2 }4 A ^- }+ ^9 H9 v6 S7 m* B! `2 D
6 r; @" K+ e7 V" O; i0 X
! z( ]0 ?" U6 {* M4 ]$ g, }" ^1 T2 p0 Q3 c
图1,2,3,4 焊接深宽比直观感受
' O" w* V% F8 r, d, p" f
$ L8 p: o8 z1 r6 {这个就是焊缝最直观的感觉，可以看到其巨大的深宽比，电子束焊接的优点有以下几点：
5 B6 ?7 a1 m6 o9 ?0 ea高工作速度
' |$ S+ g! `% ?1 `; |3 {b熔深效果好(小孔焊接); Y2 {4 }. R# Q( v
c热/能量输入小
# C# d3 r m1 a8 R7 A2 rd工件变形量小
9 F, v ]" @8 h' s; P0 p; pe可用于不同材料的焊接
& K8 g( W- ]4 R7 }8 jf加工效率高
9 `8 d% w+ v7 n# ~4 w# O, ]9 @g避免返工
; [ L4 N! G% a' a& L9 C N. s3 e( N* w7 B2 n( n: R
点评：焊接简单，但是做磨试样做金相还是挺费时间精力的，这个东西做起来还是挺麻烦了。, M% k+ y1 Y. ]0 Q' W5 a$ a
9 F5 K2 Q; m& v5 B
5 X+ q) _ w% w4 Q( n
图5 静叶片 (上层)
' m5 ~' w9 f0 w& _/ ?材料：13 % 铬钢 上下两层以不同功率、不同速度和不同焦点进行数控焊接
; T& l% X3 e+ h) ^, I( u$ |点评：外观不错，主要的难点在于这不是在一个平面上面的焊缝，也不是一个普通的圆截面之类的，这是一个比较复杂的空间曲线，因此焦点在焊接的过程中需要变化，看起来比较的简单，但是编程是一个需要耐心的过程。
/ q! t( |1 j" p5 ]/ F- L0 ~ l5 |
% P8 {" p$ `( q2 T: ]8 H; S8 ]$ S% e/ g8 i9 H1 |$ V: p9 H
图6 静叶片环 + {8 A0 n6 h* q) f1 M+ O/ I' K# ?
材料 13 % 铬钢 功率 1,5 kW电压150 kV
* ~# f& ]3 O t( A% U& t0 h! j熔深 2 mm) f$ T$ _9 p/ _4 f+ R3 h
* R8 t/ R3 I8 Y$ T' L; w" U8 m
点评：看起来很简单，就是上面一组简单的重复而已，但是对于焊接者来说，这个很有压力，就像你很擅长理发，但是这次是给习大大剪头发，你的压力还是会很大的，对于图5，有可能你焊接一个不成功，也损失不了多少钱，但是下面这个就不一样了，这个是很多个，比较靠后的一道工序，要是有一个环节出了问题，那么这个损失就是比较大了，因此这个考验耐心，细心，同时焊接过程肯定是比较痛苦的，但是成功后，肯定是成就感爆棚。
6 y$ u7 I- S1 h& A# O/ d- y; W; g* V6 ~ O- ]& P* b
: v) {. e2 ?* y图7 风叶修复
/ c+ f+ Q% }3 f! F( J4 O5 `( S+ _材料 Ti Al 6 V4
; @ {" ]1 ?# L9 {7 q功率 5.25 kW电压150 kV
/ m" ?, n9 b, W' P熔深 3,5 mm! ]$ Q1 }) `5 S! E5 e- d
& l' Z! E1 }) i8 p点评：看似简单， 但是耗时又耗力，难点在于你不知道这个风叶究竟是从哪一个地方坏掉的，因此每一件的修复都是一个完整的焊接过程，就和医院的牙医一样，补牙一样，每一颗需要修复的牙齿都是不一样的，因此每一颗牙都需要慢慢的修复，所以这个修复其实是非常耗时间和精力的。0 R. Z6 n- f/ a8 h1 @
9 n5 z) z4 E9 i3 X d8 q
7 w* M$ Q3 Q% t) n4 c' ~& B5 a% f* k3 x- L7 b
图8 静叶片环（扇形放大器）7 Z4 B$ S! ~; {
材料 Ti Al V 649 ~4 V% |. N0 k' J) D5 ^+ W
功率 8 kW电压150 kV6 e* ~) }3 E- F3 `9 w6 v( @
熔深 10 mm
$ y! q0 v& k9 L+ v& A- Y- x
, P: }% F2 f L2 D- X点评：和上面图中的事实而非，但是材料不一样，焊接深度也不一样，焊接深度的增加，其实给焊接的难度增加的不是一点点，因此及其考验焊接的水平，而且是从背面焊接，看不到焊接，因此对于工装卡具等等的要求非常高。9 t1 H$ q( l3 I" e
* H! S5 S; X: g6 C" _5 R) f6 c/ v9 P7 H+ }+ c1 N$ n8 Y7 T
% Q, g [' B$ u" j图9 大铜管断面法兰平面环焊缝的焊接2 L0 i: v, W( f' C! V1 w9 i, w$ {
1 d& t8 O5 c) o" y; S* q1 s
点评：难点在于模拟件和实际件的差别难以把握，图中的这个焊缝比较靠近靠近内管壁，因此焊缝两侧的热容量是有相当大的差别的，因此对于在平板上面进行堆焊后的参数的移植是有很大的风险的，在实际的焊接过程中，这个实验一定做得谨慎。
' E. d" X b' G* X! B
; c0 W$ V {1 B4 S7 M. D
' l, Z+ @: Z& H/ H8 p" m6 V1 q: D9 ?' B! b9 w' G" ?
图10 叶片的焊接的截面图. ~- U* A A9 n& r
8 r1 ^/ u7 j6 y0 h5 l# c& N+ p
点评：此焊接的难点有三个
6 y4 l4 r9 R* n一个异种材料的焊接，这个需要多做实验才确定参数；
( t; N7 T& D1 L二是焊接深宽比大，要求实际工件的装配精度要求保证的很好；
! |" l' k9 _$ x7 ?$ Z3 P( ]- n1 h+ c三是焊缝的位置非常的极限，焊缝的里面和外面不对称，热容量不一样，实际操作比较困难。$ S( }) u4 B; C* X4 O& A
1 ~4 d0 O& L# C' F) p. j5 Y1 B
; _6 g( e) a V" P' i7 D! t. O9 z7 G/ H: w7 k
图11 超导铌腔的焊接
6 E: B7 u5 ~, d. X* ]8 z- {* A
- z5 ?' M1 g/ D0 a' j/ P: S点评：这个比较的难得一见，搞高能物理的都知道，这个以后是高能物理粒子加速器的趋势，这个材料是难熔金属铌，铌在4种难熔金属里面可焊性算是比较好一点的，但是一般的焊接方法无能无力，而且铌腔的焊接对于电子束焊接设备的要求非常之高，要求高真空，高洁净度，无油，无碳，为了保证铌腔的超导性能，要求焊接单面焊接双面成型，而且要求里面的焊接面非常的光滑，不能有任何的凸起，凹坑，飞溅，气孔，裂纹更不允许了。也可以使用动枪从里面焊接，这样的话就简单一点了，但是对于设备的要求是非常高的。
+ _1 Y$ m7 M+ i3 T# b6 o) @; k& L
9 _8 T7 e" R: o! Q( Q
1 |7 i3 I3 K# ?0 P% s+ {
图12 大型钛合金水冷件的焊接
- \+ a* C- O4 r! V3 y
\1 S6 s1 j6 h, ?5 d: g6 G点评：这个比较的常见，但是也有难点，难点在于两个方面： e; a6 c9 @ W# l3 @9 e
一是控制变形，由于焊接的路线非常的长，因此焊接的变形会是比较的大，所以工装卡具的精度等等都非常重要，焊后肯定要进行热处理，处理应力变形等等。2 T+ k3 Y1 r7 g- S
二是焊缝的轨迹还是比较的复杂的，而且对于焊接到后面的焊缝来说，工件越来越热，焊接深度的保证是有一定的难度的。
1 p5 L; L7 v/ o3 g5 v+ K: _. w
+ c2 }' _4 Y; D3 W( A* E: J8 Z! e8 V' b7 f3 A/ v4 ]: G' n. ]
0 W4 Q; M1 E" X, m# t图13 叶片环的焊接: c% l" | b: s/ m! c4 @& b1 m' J
; j" O% y6 }/ d% I9 E4 W点评：相比于上面叶片环的焊接来说，这个的难点在于中间多了一道环，因此拘束度更大，因此对于焊接应力的控制，焊接变形的控制要求是非常严格的。' B% H9 @/ b( K; i( b/ A' _) y5 B
/ n1 B9 y: D1 |
* T0 M+ O8 d1 f( J4 c$ s5 o
' y) D7 B9 c! m8 ?# V图14 大圆筒的焊接
& q$ V# K! p, I; ?( W% u$ ~" k4 N' [ N
点评：密密麻麻的焊缝看见了头就大吧，难点太多了，最重要的焊接焊接变形的控制，工装的精度，装夹的精度，焊接的精度，设计的精度，都要考虑进来，复杂啊。
# L, ~9 n# t: |- K9 n( G# P- J( Y1 L0 ]) U9 ?0 h
在实际的焊接中，尤其是对于一些比较重要的工件，还有一些比较难以焊接的，尤其是超大，非常小的，很厚的，超薄的，结构很多的，都是比较难以焊接的，一些常见的缺陷，比如气孔，裂纹，等等还是比较容易控制，但是对于变形等等的控制就是非常的困难，因此工装夹具的设计，其精度，其安装，每一个环节都是非常的重要，不能把焊接仅仅只是当做一道工序来做，焊接是一门艺术，不仅仅说是看得见的焊缝比较的好，而且要是焊缝的里面都是非常的干净，每一个细节的处理都是非常的完美，对于重要的产品，不要怕麻烦，宁愿慢一些，也不要冒险，在现在的生产中，一道完美的焊缝肯定是许多人共同合作的结果，但是对于负责人的焊接工程师来说，每一步的处理都是非常的重要，一定要亲力亲为，焊缝的清理，安装，调试，试焊，调试等等只有自己亲自做过，才对每一步都有深刻的体会和把握，才可以胸中有丘壑。加油吧，各位。0 b3 h0 o1 t* ]) P( u& Y1 |
* y: N1 T7 F4 A' K5 ] | 
发表于 2014-3-7 17:21:16
楼主
