一种电子束单面焊双面成型焊接方法与流程

1.本发明属于核燃料元件制造技术领域，具体涉及一种电子束单面焊双面成型焊接方法。


背景技术：

2.单面焊双面成型技术是我国较为先进的焊接技术，这种技术能够打破传统焊机技术的限制，能够大大提升焊接的质量，现在已经被用在我国的各个领域中。目前单面焊双面成型的焊接方法有：焊条电弧焊、二氧化碳气体保护焊、手工钨极氩弧焊、气焊及埋弧焊等。焊条电弧焊和埋弧焊容易引入夹杂缺陷，二氧化碳气体保护焊、手工钨极氩弧焊和气焊容易引入气孔缺陷，而采用电子束焊可以避免夹杂和气孔缺陷的产生，但采用电子束焊进行单面焊双面成型焊接无报道。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种电子束单面焊双面成型焊接方法，用于等壁厚的不锈钢圆管对接焊，管壁厚为1mm
‑
10mm，达到单面焊双面成型。
4.为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
5.一种电子束单面焊双面成型焊接方法，
6.步骤一、确定焊缝处结构与焊接方式
7.1.焊缝处为ⅰ型坡口；
8.2.焊接方式为真空电子束焊接，焊接过程不填焊料；
9.3.a管与b管内径相等；
10.步骤二、安装a管与b管
11.1.根据a管与b管内径，加工实心不锈钢棒，实心不锈钢棒外径与a管内径相等；
12.2.将实心不锈钢棒安装在电子束焊机内；
13.3.在实心不锈钢棒表面的12点位设定电子束的聚焦电流，聚焦电流由0逐渐增大，实心不锈钢棒上电子束焦点呈现由无到有，然后由大变小，最后由小变大，直至电子束焦点消失，记录电子束焦点最小时的聚焦电流；
14.4.将a管与b管的焊缝处进行氩弧焊点焊，同时保证a管与b管同轴；
15.5.将a管与b管安装在电子束焊机内；
16.步骤三、给电子束设置扫描功能；
17.步骤四、设定焊接工艺参数；
18.步骤五、完成焊接。
19.步骤三、给电子束设置扫描功能，使设置2mm扫描后的电子束焦点宽度为 2mm。
20.步骤四、设定焊接工艺参数：设定焊接速度200mm/min；设定加速电压为 60kv；
21.设定聚焦电流与步骤二相同；确定焊缝熔深为h且与a管与b管壁厚相等的电子束流y；设定电子束流为y
×
(1+5％)＝z。
22.步骤五、完成焊接：开启抽真空；真空度到达0.01pa时，启动焊接程序，开始焊接，其中焊接速度200mm/min、加速电压为60kv、聚焦电流与步骤二相同、电子束流为z；焊接完成后，关闭程序，打开电子束焊机真空室，取出工件。
23.本发明所取得的有益效果为：
24.在快堆制造过程中，焊缝需通过x射线检测，不能有可见的夹杂缺陷和气孔缺陷，采用普通的焊接工艺难以达到技术指标要求。通过制定焊口形状，采用电子束焊接工艺方法，实现了壁厚1mm
‑
10mm管单面焊双面成型的焊接。
附图说明
25.图1：焊缝结构图；
26.图2：电子束焦点设定棒；
27.图3：电子束焦点在管内壁示意图；
28.图4：设置2mm扫描后的电子束斑点；
29.图中1.a管，2.b管，3电子束，4.焊缝处，5.a管与b管壁厚，6.a管与b 管壁内径，7.设置2mm扫描后的电子束焦点，8.实心不锈钢棒外径，9.实心不锈钢棒，10.电子枪，11.电子枪与焊缝处内壁12点位的距离d，12.电子枪与实心不锈钢棒12点位的距离d。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
31.制定了焊口形状，用于电子束焊接。一种电子束单面焊双面成型焊接方法：
32.步骤一、确定焊缝处4结构与焊接方式
33.1.焊缝处4为ⅰ型坡口。
34.2.焊接方式为真空电子束焊接，焊接过程不填焊料。
35.3.a管1与b管2内径相等。
36.步骤二、安装a管与b管
37.1.根据a管1与b管2内径6，加工实心不锈钢棒，实心不锈钢棒外径8 与a管1内径相等。
38.2.将实心不锈钢棒9安装在电子束焊机内，实心不锈钢棒表面12点位与电子枪距离为d12。
39.3.在实心不锈钢棒9表面的12点位设定确定电子束3的聚焦电流，聚焦电流由0逐渐增大，实心不锈钢棒9上电子束焦点呈现由无到有，然后由大变小，最后由小变大，直至电子束3焦点消失，记录电子束焦点最小时的聚焦电流为x。
40.4.将a管1与b管2的焊缝处4进行氩弧焊点焊，同时保证a管与b管同轴。
41.5.将a管1与b管2安装在电子束焊机内，焊缝处4内壁12点位与电子枪 10距离为d11。
42.步骤三、给电子束3设置扫描
43.1.给电子束设置扫描功能，使设置2mm扫描后的电子束3焦点7宽度为 2mm。
44.步骤四、设定焊接工艺参数
45.1.设定焊接速度200mm/min。
46.2.设定加速电压为60kv
47.3.设定聚焦电流为x(同步骤二)
48.4.通过试验确定焊缝熔深为h且与a管1与b管2壁厚5相等的电子束流 y；
49.5.设定电子束流为y
×
(1+5％)＝z。
50.步骤五、完成焊接
51.1.开启抽真空。
52.2.真空度到达0.01pa时，启动焊接程序，开始焊接，其中焊接速度 200mm/min、加速电压为60kv、聚焦电流为x、电子束流为z；
53.3.焊接完成后，关闭程序，打开电子束焊机真空室，取出工件。