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1、(10)申请公布号 CN 102922121 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102922121 A *CN102922121A* (21)申请号 201210363573.1 (22)申请日 2012.09.26 B23K 15/06(2006.01) (71)申请人 沈阳黎明航空发动机 （集团） 有限责 任公司 地址 110043 辽宁省沈阳市大东区东塔街 6 号 (72)发明人 倪建成 曲伸 李文学 王强 葛沁 (74)专利代理机构 沈阳晨创科技专利代理有限 责任公司 21001 代理人 樊南星 (54) 发明名称 刷式封严环组件的真空电子束焊接方法 (57) 摘要 。
2、刷式封严环组件的真空电子束焊接方法， 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4.04.5mm之间， 熔深在3.2 3.8mm之间 ； 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。本发明焊接过程稳定 可控， 焊接参数可以精确调整， 焊接重复性好 ； 接 头缺陷少、 质量高， 焊缝一致性好 ； 接头强度高， 刷丝熔合充分， 和背板结合强度高 ； 焊接过程简 单， 适合批量生产。 (51)Int.Cl. 权利要求书 。
3、1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 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 ； 其特征在于 ： 刷式封严环组件的 焊接接头要求 ： 。
4、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 ； 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。 2. 按照权利要求 1 所述刷式封严环组件的真空电子束焊接方法， 其特征在于 ： 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，。
5、 焊接 速度为 10mm/s， 焊接束流为 2.2mA。 3. 按照权利要求 3 所述刷式封严环组件的真空电子束焊接方法， 其特征在于 ： 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 1205， 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。 权 利 要 求 书 CN 102922121 A 2 1/4 页 3 刷式。
6、封严环组件的真空电子束焊接方法 技术领域 0001 现有技术中， 刷式封严环组件常用联接技术有下述两种 ： 0002 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。 0003 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。 0004 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 0005 人们迫切希望获得一种技术效果。
7、优良的刷式封严环组件的真空电子束焊接方法。 发明内容 0006 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。 0007 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。
8、 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 ； 0008 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。 0009 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。
9、为 2.2mA。 0010 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 ： 0011 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 1205， 时间为 0.5-1.5 小时 ； 0012 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。 0013 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 ： 0014 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， 。
10、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 ； 说 明 书 CN 102922121 A 3 2/4 页 4 0015 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 ； 0016 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 ； 0017 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。
11、接缺陷。 0018 本发明的重要创新点如下 ： 0019 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。 0020 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。 0021 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。
12、， 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。 0022 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。 0023 本发明的技术优点如下 ： 0024 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 ； 0025 2） 真空环境下焊接， 接头缺陷少、 质量高， 焊缝一致性好 ； 0026 3） 接头强度高， 刷丝熔合充分， 和背板结合强度高 ； 0027 4） 焊接过程简单， 适合批量生产。 0028 本发明通过真空电子束焊接可以将刷丝与背板紧密联接， 达到固定的要求。
13、， 同时 由于焊接时热输入较小、 焊接速度快、 焊接过程稳定、 接头质量高， 可以满足设计及生产的 要求。 此技术先期设备投入较大， 前期需做大量焊接试验确定焊接工艺参数， 同时对组件的 装配质量要求较高。 。 0029 采用本发明所述技术方法可以完成刷式封严环组件的真空电子束焊接， 解决了一 般方法中刷丝与背板联接强度低、 组件焊接变形大的问题， 在保证接头质量的同时， 提高了 组件的结构强度， 增强了组件的密封效果。 附图说明 0030 下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明 ： 0031 图 1 为刷式封严环组件结构及焊接工装示意图。 具体实施方式 0032 实施例 1 003。
14、3 1） 焊前超声波清洗 ： 在焊接前， 对刷式封严环组件采用超声波清洗， 清洗时间 2 小 时。 说 明 书 CN 102922121 A 4 3/4 页 5 0034 2） 烘干 ： 清洗完成后， 在烘干炉中 120进行烘干， 时间 1 小时， 将刷丝间隙中剩余 清洗液烘干。 0035 3） 真空电子束焊 ： 由于刷丝的特殊结构， 电子束焊接过程中要严格控制电子束焊 接的熔深和冷却时间。焊接熔深过大、 冷却速度过快， 容易造成刷丝的断裂， 同时焊缝表面 容易产生塌陷， 对后续的加工不利。 电子束焊接过程中， 采用多次焊接、 逐渐增加焊接电流， 控制每次熔深的工艺方法， 延长零件的冷却时间，。
15、 可以有效避免焊接过程中刷丝的断裂。 0036 焊接由于前后背板间距较大， 一般为 2.5 3.0mm， 同时由于刷丝原因背板间距不 均匀， 焊接过程中要求严格控制焊缝的宽度， 防止出现刷丝未熔合的现象， 因此焊接过程应 提高电子束的扫描幅值， 适当加大焊缝的宽度。真空电子束焊接工艺参数见表 1。 0037 表 1 刷式封严环真空电子束焊接工艺参数 0038 0039 4） 焊后检查 0040 刷式封严环电子束焊接完成后， 主要采用目视检查和超声波检查。目视检查主要 检查焊缝表面质量， 要求符合相关的标准要求。 超声波检查主要检查焊缝内部的气孔、 裂纹 等焊接缺陷。 0041 5） 真空热处理。
16、 0042 焊后检查合格的零件连同焊接工装一同进行真空热处理。 0043 实施例 2 0044 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 ； 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。
17、 ； 0045 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。 0046 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。 0047 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 ： 0048 在焊接之前首先对刷。
18、式封严环组件进行超声波清洗， 然后烘干 ： 烘干温度为 120， 时间为 1 小时 ； 说 明 书 CN 102922121 A 5 4/4 页 6 0049 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。 0050 采用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 ： 0051 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。
19、前超声波清洗烘 干真空电子束焊焊后检查真空热处理 ； 0052 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 ； 0053 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 ； 0054 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。 0055 本实施例的重要创新点如下 ： 0056 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，。
20、 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。 0057 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。 0058 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。 0059 4） 焊接接头的超声波检测 ： 。
21、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。 0060 本实施例的技术优点如下 ： 0061 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 ； 0062 2） 真空环境下焊接， 接头缺陷少、 质量高， 焊缝一致性好 ； 0063 3） 接头强度高， 刷丝熔合充分， 和背板结合强度高 ； 0064 4） 焊接过程简单， 适合批量生产。 0065 本实施例通过真空电子束焊接可以将刷丝与背板紧密联接， 达到固定的要求， 同 时由于焊接时热输入较小、 焊接速度快、 焊接过程稳定、 接头质量高， 可以满足设计及生产 的要求。 此技术先期设备投入较大， 前期需做大量焊接试验确定焊接工艺参数， 同时对组件 的装配质量要求较高。 。 0066 采用本实施例所述技术方法可以完成刷式封严环组件的真空电子束焊接， 解决了 一般方法中刷丝与背板联接强度低、 组件焊接变形大的问题， 在保证接头质量的同时， 提高 了组件的结构强度， 增强了组件的密封效果。 说 明 书 CN 102922121 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102922121 A 7 。