電子束焊與激光焊操作訓練

一、電子束焊操作訓練

微型汽車半軸是汽車傳動系統(tǒng)的重要部件之一，用普通的焊接方法很難得到滿意的焊縫，而采用電子束焊接微型汽車半軸可以收到較為滿意的效果。

1.汽車半軸電子束焊焊件圖（見圖13-6）

2.電子束焊接操作

（1）焊前準備

1）選擇坡口。由于電子束焊的穿透力強，熔深大，因此接頭一般不開坡口，也不加填充金屬。

2）焊前準備。焊前對焊縫進行嚴格的清洗，裝配前先用砂紙將焊縫處的氧化膜及銹跡打磨干凈，直至露出金屬光澤，繞后用汽油清洗去除油污，最后用丙酮清洗干凈。

3）確定焊接工藝參數(shù)。從控制焊接線能量出發(fā)，若線能量過大，會使熱影區(qū)產(chǎn)生過熱組織，使晶粒粗大。同時還易形成淬火馬氏體，從而降低焊接接頭的抗裂性能及強度。因此應(yīng)選擇合適的焊接線能量，以防止產(chǎn)生冷裂紋和熱裂紋。

因此，在確定熔深為22mm的前提下，加速電壓為50kv,電子束流為90mA，焊接速度為28cm/min，真空度為2Pa，掃描頻率為900Hz。

4）焊前預(yù)熱。考慮到材料40Cr鋼的碳及合金元素含量較多，而接頭的熱容量相差較大的特點，采用了散焦方式預(yù)熱，可以減小焊接裂紋，選擇合理的預(yù)熱溫度能有效地防止裂紋的出現(xiàn)，經(jīng)計算預(yù)熱溫度選擇在250-300℃。

（2）焊接操作

1）起動。在真空室內(nèi)的工件安裝就緒后，關(guān)閉真空室門，然后接通冷卻水，閉合總電源開關(guān)。按真空系統(tǒng)的操作順序起動機械泵和擴散泵，待真空室內(nèi)的真空度達到預(yù)定值時，便可進入施焊階段。

2）焊接。將電子槍的供電電源接通，并逐漸升高加速電壓使之達到所需的數(shù)值。然后相應(yīng)地調(diào)節(jié)燈絲電流和轟擊電壓，使有適當小的電子束流射出，在工件上能看出電子束焦點，再調(diào)節(jié)聚焦電流，使電子束的焦點達到最佳狀態(tài)。假如焦點偏離焊縫，可調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)線圈電流成電子槍作橫向移動使其對中。此時調(diào)節(jié)轟擊電源使電子束電流達到預(yù)定數(shù)值。按下啟動按鈕，工件即按預(yù)定速度移動，進入正產(chǎn)焊接過程。

3）停止。焊接結(jié)束時，必須先逐漸減小偏轉(zhuǎn)電壓使電子束焦點離開焊縫，然后把加速電壓降低到零，并把燈絲電源及傳動裝置的電源降到零值，此后切斷高壓電源。聚焦偏轉(zhuǎn)電源和傳動裝置電源，這樣就完成了一次焊接。待工件冷卻后，按真空操作程序從真空室中取出工件。

（3）焊后后熱處理。選著合理的后熱溫度對防止延遲裂紋有著十分重要的意義。因為延遲裂紋主要與氫的擴散與聚集有關(guān)，如果焊縫很快地冷卻至100℃以下時，氫來不及從焊縫中逸出，就容易產(chǎn)生延遲裂紋。所以，焊后將焊件放入烘箱進行加熱，后熱溫度為250℃，保溫1h。通過實踐證明，采用電子束焊接實現(xiàn)汽車半軸的鍛—焊生產(chǎn)是切實可行的。

二、典型材料激光焊操作訓練

1.風扇機厘脈沖激光焊焊件圖（見圖13-7）

2.焊接操作

（1）焊前準備

1）焊機。采用脈沖YAG激光焊機。

2）焊件清理。焊前將焊縫處的養(yǎng)護膜就污物清理干凈，露出金屬光澤。

3）焊件裝配先將框架與底板進行裝配，最后連接大小立隔板。

（2）焊接工藝

1）確定焊接工藝參數(shù)。對Ni-Cr 系不銹鋼進行激光焊時，材料具有很高的能量吸收率和熔化效率，調(diào)節(jié)功率為5kw，焊接速度為1m/min，光斑直徑為0.6mm的條件下，光的吸收率為85%，熔化效率為71%。

2）激光焊接。在激光焊過程中，焊件應(yīng)夾緊，以防止熱變形。

填充金屬一焊絲的形式加入，填充金屬的施加量不能過大，不要破號小孔效應(yīng)。

工件和光束做相對運動，金屬被激光照射的部位迅速蒸發(fā)，焊縫熔池處的熔化金屬因蒸汽壓力而被排開，形成小孔，在移動加熱時，小孔被光束照射部位后面的熔化金屬填滿容易形成焊縫。

控制較快的焊接速度，減輕焊件過熱現(xiàn)象和線脹系數(shù)大的不良影響，保證焊縫無氣孔。夾雜等缺陷，接頭強度和母材相當。