一种航天用密封性电子束焊箱体的制作方法与流程

1.本发明涉及航天密封箱体技术领域，更具体的说是涉及一种航天用密封性电子束焊箱体的制作方法。


背景技术：

2.焊接技术是链接技术中的一部分，是航空航天工业紧密器件制造中不可或缺的技术。在现代生产中，各种新型焊接技术的广泛引用，极大地简化了航空航天中各类构件的加工，节省了生产材料，提升了生产效率。随着焊接技术的不断进步，航天器的重量得到了减轻，同时也为航天器及其器件的设计提供了技术支持，带动了航天器整体性能的提升。
3.在真空环境下，将高速电子流聚焦后对准工件进行缝接，而这时电子束的动能转化为热能，将金属工件熔合，这种焊接方法就称为电子束焊(ebw)。它也是一种高能束流加工技术，与其它焊接技术相比具有很多优点，例如：能量密度高、焊接深宽比大、变形小、精度高，还可以自动控制等。电子焊接技术这些优势，使得它在航空、航天、电子、核工业等产业方面应用广泛。将电子束焊接技术运用于航空制造业中，使得制造飞机发动机更加精密，质量更加先进，也使得很多零件的减重设计、异种材料或者难以整体加工的零件材料的焊接得以实现。在航空航天产业方面，最重要的技术就是焊接零件具备高强度、低重量和稳定性的特点，而电子束焊接恰好解决了这一问题。由此可见，在航天航空领域，电子束焊接已经成为一项必不可少的技术。
4.因此，如何提供一种航天用密封性电子束焊箱体的制作方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种航天用密封性电子束焊箱体的制作方法，以解决现有技术中的不足。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种航天用密封性电子束焊箱体的制作方法，具体包括以下步骤：
8.(1)将内部结构复杂的壳体拆分成四块结构，或者根据具体模型设计其他结构，相互组合采用搭接配合的焊接方式；
9.(2)内部设计工艺连接孔；
10.(3)电子束焊接结合面的精度设计＜0.1mm；
11.(4)根据搭接深度进行电子束焊；
12.(5)焊后根据模型精度要求进行外形加工，以达到最终外形精度要求，即得航天用密封性电子束焊箱体。
13.进一步，上述步骤(4)中，焊接前进行电子束焊接试验。
14.采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过进行电子束焊接试验，以保证焊接深度。
15.更进一步，上述电子束焊接试验包括调试焊接参数、击穿试验和等比例长度焊接试验。
16.采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过进行以上电子束焊接试验，以保证焊缝满足gjb1718a-2005一级焊缝要求，进行x光探伤并出具焊缝质量报告。经过多种类电子束箱体的实际焊接经验我们发现，一些高精度的箱体，必须采用一定的焊接工装才能保证焊接精度。也就是说，连续的电子束焊接，焊接热量还是能够影响使箱体变形，或者出现焊缝裂开等现象。另外，焊接顺序产生的焊接内应力，也会影响箱体变形和焊缝质量，需要根据情况进行焊接顺序的调整，以保证焊接资料满足要求。密封箱体需进一步做气检捡漏试验检验箱体焊缝质量。
17.进一步，上述步骤(5)中，外形加工前进行去应力退火热时效处理。
18.更进一步，上述去应力退火热时效处理的退火温度为180-250℃，退火时间为6-8h。
19.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
20.1、内部根据需要可设计工艺连接孔，增加角撑，组装方便，增加连接强度，产品加工完成后可卸掉螺钉减重。
21.2、电子束焊接结合面的精度设计＜0.1mm，以保证电子束焊缝饱满不塌陷。若焊接间隙过大，焊缝会塌陷。
22.3、针对航天密封箱体的研制，由于箱体有形位公差的高精度要求，所以本发明采用目前热影响区最小、焊接质量好等优点的真空电子束焊方式对壳体进行拼焊(焊接接头形式如图1所示)。
23.本发明焊接结构的优点如下：
①
定位性好，对中精度高。搭接位置设计垂直度平行度要求，能保证壳体的刚性和装配的各面的形位公差精度要求。
②
可设计螺钉加固连接，或者角撑加固。
③
2.5-4mm的工艺搭接台，可设计工艺定位孔，保证定位精度，连接强度。
④
焊接可控制超过搭接处的平面，保证技术要求的最低焊透厚度。液冷、风冷等机箱都采用这种焊接机构进行产品设计。
24.4、设计延伸：军用或者民用的液冷机箱或者壳体，在不易铸造的情况下，可以采用此拆分方式进行设计，然后进行电子束焊接，最后加工成型。
附图说明
25.图1为焊接接头形式；
26.图2为四块板搭接的焊接拆分方式；
27.图3为工艺连接孔的设计；
28.图4为航天用密封性电子束焊箱体半成品；
29.图5为航天用密封性电子束焊箱体成品；
具体实施方式
30.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范
围。
31.以下实施例中，某铝箱体的测试环境条件：温度为20-24℃，相对湿度为40％-70％。
32.技术要求：
33.(1)箱体重量、外形尺寸、形位公差和形状公差满足技术图纸；
34.(2)所有焊缝均进行100％x射线无损探伤并提供检测报告；
35.(3)箱体进行气密实验，试验压力0.12mpa，要求漏率不大于10-4
pa.m3/s，并提供检测报告。
36.(4)箱体表面金色导电氧化表面处理，采用同批次表面处理试样进行表面发射率测试。
37.(5)焊接后的箱体应满足鉴定级力学试验条件。
38.实施例1
39.航天用密封性电子束焊箱体的制作方法，具体包括以下步骤：
40.(1)将内部结构复杂的壳体拆分成四块结构，或者根据具体模型设计其他结构，相互组合采用搭接配合的焊接方式(四块板搭接的焊接拆分方式如图2所示)；
41.(2)内部设计工艺连接孔(工艺连接孔的设计如图3所示)；
42.(3)电子束焊接结合面的精度设计＜0.1mm；
43.(4)进行调试焊接参数、击穿试验和等比例长度焊接试验，然后根据搭接深度进行电子束焊；
44.(5)进行去应力退火热时效处理，以7075材料为例，退火温度为200℃，退火时间为7h，然后根据模型精度要求进行外形加工，以达到最终外形精度要求，即得航天用密封性电子束焊箱体(半成品如图4所示，成品如图5所示)。
45.实施例2
46.航天用密封性电子束焊箱体的制作方法，具体包括以下步骤：
47.(1)将内部结构复杂的壳体拆分成四块结构，或者根据具体模型设计其他结构，相互组合采用搭接配合的焊接方式(四块板搭接的焊接拆分方式如图2所示)；
48.(2)内部设计工艺连接孔(工艺连接孔的设计如图3所示)；
49.(3)电子束焊接结合面的精度设计＜0.1mm；
50.(4)进行调试焊接参数、击穿试验和等比例长度焊接试验，然后根据搭接深度进行电子束焊；
51.(5)进行去应力退火热时效处理，以7075材料为例，退火温度为180℃，退火时间为8h，然后根据模型精度要求进行外形加工，以达到最终外形精度要求，即得航天用密封性电子束焊箱体。
52.实施例3
53.航天用密封性电子束焊箱体的制作方法，具体包括以下步骤：
54.(1)将内部结构复杂的壳体拆分成四块结构，或者根据具体模型设计其他结构，相互组合采用搭接配合的焊接方式(四块板搭接的焊接拆分方式如图2所示)；
55.(2)内部设计工艺连接孔(工艺连接孔的设计如图3所示)；
56.(3)电子束焊接结合面的精度设计＜0.1mm；
57.(4)进行调试焊接参数、击穿试验和等比例长度焊接试验，然后根据搭接深度进行电子束焊；
58.(5)进行去应力退火热时效处理，以7075材料为例，退火温度为250℃，退火时间为6h，然后根据模型精度要求进行外形加工，以达到最终外形精度要求，即得航天用密封性电子束焊箱体。
59.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。