一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法及系統(tǒng)，所述方法包括：獲取預(yù)焊接的試板的板材厚度、材料種類以及焊接過程中的變形控制要求；根據(jù)板材厚度、材料種類以及變形控制要求確定焊接過程中的工藝參數(shù)，所述的工藝參數(shù)包括輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離、輔助熱源與焊接熱源的能量分配比例、焊接熱源的束流、輔助熱源的束流、焊接速度、掃描頻率以及焊接時(shí)間；根據(jù)所述的輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離編輯掃描圖形；電子束焊機(jī)根據(jù)所述的掃描圖形以及所述的工藝參數(shù)完成所述試板的焊接過程。通過編輯掃描圖形并結(jié)合磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)控制多束流電子束對(duì)工件的掃描，達(dá)到最終控制焊后變形和殘余應(yīng)力的目的。
【專利說明】一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于電子束加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是關(guān)于電子束的焊接技術(shù)，具體的講是一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的電子束焊接技術(shù)因其能量密度高、熱影響區(qū)小、焊接質(zhì)量高等優(yōu)先，在工程領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。但是，有些零件或結(jié)構(gòu)由于對(duì)焊接殘余應(yīng)力和變形的控制要求比較高，而且有些材料、零件結(jié)構(gòu)無法進(jìn)行焊后整體熱處理，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生重大的影響。為此，現(xiàn)有技術(shù)中亟需在電子束焊接過程中盡量控制或降低殘余應(yīng)力和變形。
[0003]傳統(tǒng)的電子束焊接技術(shù)存在如下不足:
[0004](I).電子束焊接存在殘余應(yīng)力或變形，無法滿足某些零件的高精度尺寸要求。
[0005](2).某些零件由于材料或結(jié)構(gòu)的限制，無法進(jìn)行后續(xù)熱處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法及系統(tǒng)，基于熱拉伸效應(yīng)的基本原理，在電子束焊接過程中，通過在焊縫兩側(cè)利用電子束掃描實(shí)現(xiàn)的特定形貌的輔助熱源進(jìn)行加熱，使受熱區(qū)膨脹，從而在焊縫及近縫區(qū)削弱或消除焊縫及近縫區(qū)上壓縮塑性應(yīng)變，并有效降低拉伸殘余應(yīng)力。
[0007]本發(fā)明的目的之一是，提供一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法，包括:獲取預(yù)焊接的試板的板材厚度、材料種類以及焊接過程中的變形控制要求；根據(jù)所述的板材厚度、材料種類以及變形控制要求確定焊接過程中的工藝參數(shù)，所述的工藝參數(shù)包括輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離、輔助熱源與焊接熱源的能量分配比例、焊接熱源的束流、輔助熱源的束流、焊接速度、掃描頻率以及焊接時(shí)間；根據(jù)所述的輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離編輯掃描圖形；電子束焊機(jī)根據(jù)所述的掃描圖形以及所述的工藝參數(shù)完成所述試板的焊接過程。
[0008]本發(fā)明的目的之一是，提供了一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的系統(tǒng)，包括:電子束焊機(jī)以及掃描圖形編輯器，所述的掃描圖形編輯器，用于獲取預(yù)焊接的試板的板材厚度、材料種類以及焊接過程中的變形控制要求，根據(jù)所述的板材厚度、材料種類以及變形控制要求確定焊接過程中的工藝參數(shù)，所述的工藝參數(shù)包括輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離、輔助熱源與焊接熱源的能量分配比例、焊接熱源的束流、輔助熱源的束流、焊接速度、掃描頻率以及焊接時(shí)間，根據(jù)所述的輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離編輯掃描圖形；所述的電子束焊機(jī)，用于根據(jù)所述的掃描圖形以及所述的工藝參數(shù)完成所述試板的焊接過程。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于，提供了 一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法及系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，借助于多束流技術(shù)，通過編輯掃描圖形并結(jié)合磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)控制多束流電子束對(duì)工件的掃描，實(shí)現(xiàn)多熱源控制，從而調(diào)節(jié)焊接過程中的溫度場(chǎng)，達(dá)到利用熱拉伸效應(yīng)動(dòng)態(tài)控制焊接過程中的應(yīng)力應(yīng)變分布、最終控制焊后變形和殘余應(yīng)力的目的，采用后置式熱源，掃描圖形種類、熱源分布位置、束流能量分布均可靈活控制，焊后變形和殘余應(yīng)力控制有效，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0010]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法的流程圖；
[0013]圖2為圖1中的步驟S104的具體流程圖；
[0014]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的系統(tǒng)的不意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明提供的一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的系統(tǒng)中電子束焊機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖5為本發(fā)明提供的一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法中熱拉伸效應(yīng)的示意圖；
[0017]圖6為編輯的掃描圖形中焊接熱源和輔助熱源的位置示意圖；
[0018]圖7為輔助熱源的掃描元素種類為MXN點(diǎn)陣的示意圖；
[0019]圖8為輔助熱源的掃描元素種類為同心圓的示意圖；
[0020]圖9為輔助熱源的掃描元素種類為同心橢圓的示意圖；
[0021]圖10為輔助熱源的掃描元素種類為同心矩形陣的示意圖；
[0022]圖11為輔助熱源的掃描元素種類為阿基米德螺旋線的示意圖；
[0023]圖12為具體實(shí)施例中焊接后的試板的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)中有些零件或結(jié)構(gòu)對(duì)焊接殘余應(yīng)力和變形的控制要求比較高，而且有些材料、零件結(jié)構(gòu)無法進(jìn)行焊后整體熱處理，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生重大的影響。為此，需要在電子束焊接過程中盡量控制或降低殘余應(yīng)力和變形。本發(fā)明提出一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法，圖1為該方法的具體流程圖，由圖1可知，所述的方法包括:
[0026]SlOl:獲取預(yù)焊接的試板的板材厚度、材料種類以及焊接過程中的變形控制要求。如圖5所示的具體實(shí)施例中的兩塊試板10，焊縫為40，在該實(shí)施例中，板材尺寸為500mm*225mm,板材厚度為5mm,材料種類為碳鋼,焊接過程中的變形控制要求為要求焊接后試板橫向和縱向的收縮變形控制在0.5_以內(nèi)。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，材料種類還可為金屬，包括不銹鋼或鈦合金或銅合金或鋁合金等。
[0027]S102:根據(jù)所述的板材厚度、材料種類以及變形控制要求確定焊接過程中的工藝參數(shù)，所述的工藝參數(shù)包括輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離、輔助熱源與焊接熱源的能量分配比例、焊接熱源的束流、輔助熱源的束流、焊接速度、掃描頻率以及焊接時(shí)間。
[0028]如圖5所示的具體實(shí)施例中，由于板材尺寸為500mm*225mm，板材厚度為5mm，材料種類為碳鋼，要求焊接后試板橫向和縱向的收縮變形控制在0.5_以內(nèi)，因此將工藝參數(shù)分別設(shè)置為:兩個(gè)輔助熱源20與焊接熱源30的橫向距離dx為20毫米、縱向距離dy為280毫米、輔助熱源與焊接熱源的能量分配比例1:3: 1、焊接熱源的束流為9mA、輔助熱源的束流為3mA，焊接速度為5mm/s，掃描頻率為500Hz，焊接時(shí)間為100s。。
[0029]多束流內(nèi)每束熱源(焊接熱源和輔助熱源)的能量分配取決于由束流在不同作用位置的停留時(shí)間，該停留時(shí)間可通過增加或減少一個(gè)完整的掃描周期內(nèi)束流掃描特定位置的次數(shù)來決定，也就是說通過增加或減小一個(gè)掃描周期內(nèi)，掃描圖形中特定位置元素重復(fù)的次數(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0030]S103:根據(jù)所述的輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離編輯掃描圖形。在具體的實(shí)施方式中，編輯掃描圖形可通過圖形編輯軟件來實(shí)現(xiàn)。輔助熱源的位置取決于輔助熱源相對(duì)于焊接熱源的橫向距離dy和縱向距離dx (如圖5所示)，可根據(jù)所需輔助熱源的位置設(shè)計(jì)掃描圖形中焊接熱源和輔助熱源的位置，如圖6所示。一般來說，dx的取值范圍為:15-30mm，dy的取值范圍為:180-350_。
[0031]輔助熱源的掃描元素種類在不同的實(shí)施方式中可以選擇，一般來說，掃描元素的種類可為如圖7所示的MXN點(diǎn)陣,或如圖8所示的同心圓，或如圖9所示的同心橢圓，或如圖10所示的同心矩形陣，或如圖11所示的阿基米德螺旋線等，掃描元素的大小由所需輔助熱源的實(shí)際面積決定。
[0032]S104:電子束焊機(jī)根據(jù)所述的掃描圖形以及所述的工藝參數(shù)完成所述試板的焊接過程，圖2為步驟S104的具體流程圖，由圖2可知，該步驟具體包括:
[0033]S201:將所述的試板置于所述電子束焊機(jī)的真空室內(nèi)，真空室可抽真空至5xl0_2帕以下。
[0034]S202:所述電子束焊機(jī)的掃描控制系統(tǒng)獲取所述的掃描圖形；
[0035]S203:所述電子束焊機(jī)根據(jù)所述的工藝參數(shù)設(shè)置控制平臺(tái)；
[0036]S204:所述電子束焊機(jī)的電子槍完成焊接過程。掃描圖形通過數(shù)據(jù)線上傳到電子束焊機(jī)的掃描控制系統(tǒng)中；電子束焊機(jī)的掃描控制系統(tǒng)將掃描圖形轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)信號(hào)，傳輸?shù)狡D(zhuǎn)線圈中；偏轉(zhuǎn)線圈根據(jù)所接受的磁場(chǎng)信號(hào)，將電子束偏擺到指定位置，形成焊接熱源和輔助熱源。試板在焊接熱源的作用下，完成焊接過程。
[0037]如上所述即為本發(fā)明提供的一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法，利用多熱源控制殘余應(yīng)力的技術(shù)要點(diǎn)是合理設(shè)計(jì)輔助熱源位置、合理分配輔助熱源和焊接熱源的能量，從而實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)的調(diào)節(jié)、建立熱拉伸效應(yīng)。輔助熱源位置的設(shè)計(jì)和多束流內(nèi)每束能量的分配均可通過設(shè)計(jì)掃描圖形實(shí)現(xiàn)。
[0038]本發(fā)明提出一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的系統(tǒng)，圖3為該系統(tǒng)的示意圖，由圖3可知，所述的系統(tǒng)包括電子束焊機(jī)100以及掃描圖形編輯器200，
[0039]所述的掃描圖形編輯器200，用于獲取預(yù)焊接的試板的板材厚度、材料種類以及焊接過程中的變形控制要求。如圖5所示的具體實(shí)施例中的兩塊試板10，在該實(shí)施例中，板材尺寸為500mm*225mm,板材厚度為5mm,材料種類為碳鋼，要求焊接后試板橫向和縱向的收縮變形控制在0.5_以內(nèi)。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，材料種類還可為金屬，包括不銹鋼或鈦合金或銅合金或鋁合金等。
[0040]所述的掃描圖形編輯器200，還用于根據(jù)所述的板材厚度、材料種類以及變形控制要求確定焊接過程中的工藝參數(shù)，所述的工藝參數(shù)包括輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離、輔助熱源與焊接熱源的能量分配比例、焊接熱源的束流、輔助熱源的束流、焊接速度、掃描頻率以及焊接時(shí)間。
[0041]如圖5所示的具體實(shí)施例中，由于板材尺寸為500mm*225mm、板材厚度為5mm、材料種類為碳鋼、要求焊接后試板橫向和縱向的收縮變形控制在0.5mm,因此將工藝參數(shù)分別設(shè)置為:兩個(gè)輔助熱源20與焊接熱源30的橫向距離dx為20毫米、縱向距離dy為280毫米、輔助熱源與焊接熱源的能量分配比例1:3:1、焊接熱源的束流為9mA、輔助熱源的束流為3mA，焊接速度為5mm/s，掃描頻率為500Hz，焊接時(shí)間為100s。
[0042]多束流內(nèi)每束熱源(焊接熱源和輔助熱源)的能量分配取決于由束流在不同作用位置的停留時(shí)間，該停留時(shí)間可通過增加或減少一個(gè)完整的掃描周期內(nèi)束流掃描特定位置的次數(shù)來決定，也就是說通過增加或減小一個(gè)掃描周期內(nèi)，掃描圖形中特定位置元素重復(fù)的次數(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0043]所述的掃描圖形編輯器200，還用于根據(jù)所述的輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離編輯掃描圖形。在具體的實(shí)施方式中，輔助熱源的位置取決于輔助熱源相對(duì)于焊接熱源的橫向距離dy和縱向距離dx (如圖5所示)，可根據(jù)所需輔助熱源的位置設(shè)計(jì)掃描圖形中焊接熱源和輔助熱源的位置，如圖6所示。一般來說，dx的取值范圍為:15-30mm，dy的取值范圍為:180-350mm。
[0044]輔助熱源的掃描元素種`類在不同的實(shí)施方式中可以選擇，一般來說，掃描元素的種類可為如圖7所示的MXN點(diǎn)陣,或如圖8所示的同心圓,或如圖9所示的同心橢圓,或如圖10所示的同心矩形陣，或如圖11所示的阿基米德螺旋線等，掃描元素的大小由所需輔助熱源的實(shí)際面積決定。
[0045]電子束焊機(jī)100，用于根據(jù)所述的掃描圖形以及所述的工藝參數(shù)完成所述試板的焊接過程，圖4為本發(fā)明提供的一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的系統(tǒng)中電子束焊機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖，由圖4可知，該電子束焊機(jī)具體包括:
[0046]真空室101，用于放置所述的試板，在具體的實(shí)施方式中，將所述的試板置于所述電子束焊機(jī)的真空室內(nèi)，真空室可抽真空至5χ10-2帕以下。
[0047]掃描控制系統(tǒng)102，用于獲取所述的掃描圖形；
[0048]控制平臺(tái)103，用于根據(jù)所述的工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；
[0049]所述的電子槍104，用于完成焊接過程。
[0050]本發(fā)明中的電子束焊機(jī)可為現(xiàn)有技術(shù)中的任何電子束焊機(jī)，由于電子束焊機(jī)與掃描圖形編輯器相連接，掃描圖形編輯器輸出編輯后的掃描圖形，因此利用多束流技術(shù)，通過設(shè)計(jì)掃描圖形，即可實(shí)現(xiàn)輔助熱源的位置設(shè)計(jì)和能量分配，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)焊接過程溫度場(chǎng)，動(dòng)態(tài)控制焊接過程中的應(yīng)力應(yīng)變分布及控制焊后變形和殘余應(yīng)力。
[0051]下面結(jié)合具體的實(shí)施例，詳細(xì)介紹本發(fā)明的技術(shù)方案。本實(shí)施例的試板采用碳鋼材料，板材尺寸為500mm*225mm,板材厚度為5mm,材料種類為碳鋼，要求焊接后試板橫向和縱向的收縮變形控制在0.5mm以內(nèi)。根據(jù)所述的板材厚度、材料種類以及變形控制要求確定焊接過程中的工藝參數(shù)分別為:兩個(gè)輔助熱源20與焊接熱源30的橫向距離dx為20毫米、縱向距離dy為280毫米、輔助熱源掃描元素選用同心圓，同心圓的最大半徑為10mm，輔助熱源與焊接熱源的能量分配為1:3:1，焊接熱源的束流為9mA、輔助熱源的束流為3mA，焊接速度為5mm/s，掃描頻率為500Hz，焊接時(shí)間為100s。
[0052]編輯掃描圖形后，將試板放入真空室中，抽真空，當(dāng)真空抽到5xl0_2帕以下時(shí)，將電子束設(shè)備內(nèi)的電子槍的工作電壓加到150kV，并將陰極燈絲加熱，調(diào)整聚焦電流為2287mA,將掃描圖形上傳到電子束焊機(jī)的掃描控制系統(tǒng)中；
[0053]調(diào)節(jié)控制平臺(tái)的參數(shù)值為確定出的工藝參數(shù)，使得焊接熱源束流大小9mA、輔助熱源束流大小為3mA，焊接速度5mm/s，掃描頻率500Hz ；
[0054]打開束流開關(guān)，從CCD觀察系統(tǒng)觀察掃描過程，待完成焊接即到達(dá)焊接時(shí)間時(shí)，束流關(guān)斷，掃描功能關(guān)閉，完成焊接過程，真空室放氣后，即可將試板拿出，焊接后的試板如圖12所示。
[0055]綜上所述，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法及系統(tǒng)，該方案的基本原理是基于熱拉伸效應(yīng)，在電子束焊接過程中，通過在焊縫兩側(cè)利用電子束掃描實(shí)現(xiàn)的特定形貌的輔助熱源進(jìn)行加熱，使受熱區(qū)膨脹，從而在焊縫及近縫區(qū)削弱或消除焊縫及近縫區(qū)上壓縮塑性應(yīng)變，并有效降低拉伸殘余應(yīng)力。
[0056]該方案借助于多束流技術(shù)，通過編輯掃描圖形并結(jié)合磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)控制多束流電子束對(duì)工件的掃描，實(shí)現(xiàn)多熱源控制，從而調(diào)節(jié)焊接過程中的溫度場(chǎng)，達(dá)到利用熱拉伸效應(yīng)動(dòng)態(tài)控制焊接過程中的應(yīng)力應(yīng)變分布、最終控制焊后變形和殘余應(yīng)力的目的。該方法中，采用后置式熱源，掃描圖形種類、熱源分布位置、束流能量分布均可靈活控制，焊后變形和殘余應(yīng)力控制有效，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0057]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，可以通過計(jì)算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一般計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random AccessMemory, RAM)等。
[0058]本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以了解到本發(fā)明實(shí)施例列出的各種功能是通過硬件還是軟件來實(shí)現(xiàn)取決于特定的應(yīng)用和整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)于每種特定的應(yīng)用，可以使用各種方法實(shí)現(xiàn)所述的功能，但這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)被理解為超出本發(fā)明實(shí)施例保護(hù)的范圍。
[0059]本發(fā)明中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的方法，其特征是，所述的方法具體包括: 獲取預(yù)焊接的試板的板材厚度、材料種類以及焊接過程中的變形控制要求； 根據(jù)所述的板材厚度、材料種類以及變形控制要求確定焊接過程中的工藝參數(shù)，所述的工藝參數(shù)包括輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離、輔助熱源與焊接熱源的能量分配比例、焊接熱源的束流、輔助熱源的束流、焊接速度、掃描頻率以及焊接時(shí)間； 根據(jù)所述的輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離編輯掃描圖形； 電子束焊機(jī) 根據(jù)所述的掃描圖形以及所述的工藝參數(shù)完成所述試板的焊接過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，電子束焊機(jī)根據(jù)所述的掃描圖形以及所述的工藝參數(shù)完成所述試板的焊接過程具體包括: 將所述的試板置于所述電子束焊機(jī)的真空室內(nèi)； 所述電子束焊機(jī)的掃描控制系統(tǒng)獲取所述的掃描圖形； 所述電子束焊機(jī)根據(jù)所述的工藝參數(shù)設(shè)置控制平臺(tái)； 所述電子束焊機(jī)的電子槍完成焊接過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，所述的材料種類為金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，所述的材料種類為碳鋼或鈦合金或銅合金或鋁合金或不銹鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征是，所述輔助熱源與焊接熱源的橫向距離為15~30毫米，縱向距離為180~350毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，所述輔助熱源的掃描元素種類為MXN點(diǎn)陣或同心圓或同心橢圓或同心矩形陣或阿基米德螺旋線，其中M、N為正整數(shù)。
7.一種利用多熱源控制殘余應(yīng)力的電子束焊接的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)具體包括電子束焊機(jī)以及掃描圖形編輯器， 所述的掃描圖形編輯器，用于獲取預(yù)焊接的試板的板材厚度、材料種類以及焊接過程中的變形控制要求，根據(jù)所述的板材厚度、材料種類以及變形控制要求確定焊接過程中的工藝參數(shù)，所述的工藝參數(shù)包括輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離、輔助熱源與焊接熱源的能量分配比例、焊接熱源的束流、輔助熱源的束流、焊接速度、掃描頻率以及焊接時(shí)間，根據(jù)所述的輔助熱源與焊接熱源的橫向距離、縱向距離編輯掃描圖形； 所述的電子束焊機(jī)，用于根據(jù)所述的掃描圖形以及所述的工藝參數(shù)完成所述試板的焊接過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的電子束焊機(jī)具體包括: 真空室，用于放置所述的試板； 掃描控制系統(tǒng)，用于獲取所述的掃描圖形； 控制平臺(tái)，用于根據(jù)所述的工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)置； 電子槍，用于完成焊接過程。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的材料種類為金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的材料種類為碳鋼或鈦合金或銅合金或鋁合金或不銹鋼。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其特征是，所述輔助熱源與焊接熱源的橫向距離為15~30毫米，縱向距離為180~350毫米。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征是，所述輔助熱源的掃描元素種類為MXN點(diǎn)陣或同心圓或同心橢圓或同心矩形陣``或阿基米德螺旋線，其中M、N為正整數(shù)。
【文檔編號(hào)】B23K15/06GK103706938SQ201310674540
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】王西昌, 許恒棟, 毛智勇, 付鵬飛, 唐振云, 李晉煒 申請(qǐng)人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所