電子束焊接參數(shù)確定方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電子束焊接參數(shù)確定方法和裝置，其中，該方法包括：在焊接過(guò)程中，聚焦電流在所述焊縫的起點(diǎn)到終點(diǎn)從所述最大值到所述最小值線性遞減；根據(jù)焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；得到同材質(zhì)同厚度的測(cè)試焊板在不同束流值和/或不同焊接速度下的焊接聚焦電流；選取滿足預(yù)定要求時(shí)對(duì)應(yīng)的束流值、焊接速度和焊接聚焦電流作為當(dāng)前材質(zhì)和厚度的焊板焊接時(shí)所需電子束焊接參數(shù)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有一套簡(jiǎn)單有效的確定焊接參數(shù)的方法，而導(dǎo)致的焊接效果差的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了準(zhǔn)確有效確定焊接參數(shù)的目的，縮短了工藝試驗(yàn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
【專利說(shuō)明】電子束焊接參數(shù)確定方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電子束焊接參數(shù)確定方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在航空、航天、船舶、海洋等領(lǐng)域，為了滿足低成本、輕量化、整體化的制造需求，電子束焊接制造是大厚度材料結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵制造技術(shù)之一。在電子束焊接過(guò)程中，聚焦電流是其關(guān)鍵的焊接參數(shù)之一。當(dāng)聚焦電流選取不當(dāng)時(shí)，對(duì)于大厚度結(jié)構(gòu)電子束焊接，易造成未焊透、焊縫熔切、表面成形不良等焊接缺陷。
[0003]通常，采用電子束焊接工藝試驗(yàn)方法，獲取合適的聚焦電流等焊接參數(shù)的常規(guī)工藝試驗(yàn)方法主要有以下幾種:
[0004]I)建立聚焦電流和臨界穿透束流的關(guān)系曲線，利用最小臨界穿透束流確定最佳的聚焦電流，該方法的優(yōu)點(diǎn)就是這是一種試驗(yàn)研究結(jié)合理論的分析方法，適用于薄板和中等厚度材料結(jié)構(gòu)，但是并不適合大厚度結(jié)構(gòu)。
[0005]2)采用斜板工藝試驗(yàn)方法，建立聚焦電流和工作距離的工藝曲線關(guān)系，確定不同工作距離下聚焦電流的大小，該方法的優(yōu)點(diǎn)就是通過(guò)反復(fù)的工藝試驗(yàn)可獲得不同工作距離下的聚焦電流，該方法也主要適用于薄板和中等厚度試板。
[0006]上述這些傳統(tǒng)的焊接參數(shù)確定法方法還存在試驗(yàn)次數(shù)多、需要的工藝試板多、工作量大、時(shí)間長(zhǎng)、成本高的問(wèn)題，試驗(yàn)次數(shù)可達(dá)30?50次，需要的工藝試板可達(dá)20到30塊。而且，在焊接的過(guò)程中，參數(shù)的選取和決策依賴一定的工藝經(jīng)驗(yàn)，具有一定的主觀性。受材料特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形式及設(shè)備條件的影響，焊接工藝裕度較小，也很難選取合適的，極易造成偏差，具有一定的不確定性。
[0007]目前，對(duì)于大厚度結(jié)構(gòu)電子束焊接還沒(méi)有一套簡(jiǎn)單有效的確定焊接參數(shù)的方法，從而導(dǎo)致焊板的焊接效果較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子束焊接參數(shù)確定方法，以達(dá)到準(zhǔn)確有效確定焊接參數(shù)的目的，該方法包括:
[0009]選取對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行電子束焊接的束流值和焊接速度；
[0010]確定對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行焊接的聚焦電流的最大值和最小值；
[0011]按照選取的束流值和焊接速度對(duì)所述測(cè)試焊板進(jìn)行焊接形成焊縫，其中，在焊接過(guò)程中，聚焦電流在所述焊縫的起點(diǎn)到終點(diǎn)從所述最大值到所述最小值線性遞減；
[0012]通過(guò)三角形相似原理，計(jì)算得到焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和最窄部分末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流；
[0013]根據(jù)焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；
[0014]改變束流值和/或焊接速度，重復(fù)上述步驟，得到同材質(zhì)同厚度的測(cè)試焊板在不同束流值和/或不同焊接速度下的焊接聚焦電流；
[0015]確定在不同束流值和/或不同焊接速度下得到的焊縫的接頭金相試樣的1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值；
[0016]選取1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值滿足預(yù)定要求時(shí)對(duì)應(yīng)的束流值、焊接速度和焊接聚焦電流作為當(dāng)前材質(zhì)和厚度的焊板焊接時(shí)所需的束流值、焊接速度和聚焦電流。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，確定對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行焊接的聚焦電流的最大值和最小值，包括:
[0018]將所述測(cè)試焊板分為束流上升段、焊接段和束流下降段；
[0019]在所述束流上升段或者所述束流下降段調(diào)節(jié)聚焦電流進(jìn)行焊接；
[0020]根據(jù)形成的電子束束斑大小、以及焊點(diǎn)的狀態(tài)確定對(duì)所述測(cè)試焊板的焊接段進(jìn)行焊接形成焊縫的聚焦電流的最大值和最小值。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流，包括:
[0022]在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值小于等于第一預(yù)定閾值的情況下，選擇起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流或者末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；
[0023]在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值的情況下，根據(jù)所述焊縫最窄部分各點(diǎn)中上熔寬和下熔寬滿足預(yù)定條件的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述焊縫最窄部分各點(diǎn)中上熔寬和下熔寬滿足預(yù)定條件的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流，包括:
[0025]在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值且小于等于第二預(yù)定閾值的情況下，選擇起始端或末端中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；
[0026]在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第二預(yù)定閾值的情況下，在所述焊縫最窄部分上選取三點(diǎn)，確定出這三點(diǎn)中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)距離起始端的距離，根據(jù)確定的距離按照以下公式計(jì)算得到當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流:
[0027]Ifo= Im -(Im-1fozYj-
[0028]其中，If。表示當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流，Iftjl表示起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，If&表示末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，L7表示從三個(gè)點(diǎn)中選中的點(diǎn)距離起始端的距離，L6表示所述焊縫最窄部分的長(zhǎng)度。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)定要求包括:1/2熔深處的熔寬位于5mm到1mm之間,熔深與確定的熔寬的比值大于等于8。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電子束焊接參數(shù)確定裝置，以達(dá)到準(zhǔn)確有效確定焊接參數(shù)的目的，該裝置包括:
[0031]選取模塊，用于選取對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行電子束焊接的束流值和焊接速度；
[0032]第一確定模塊，用于確定對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行焊接的聚焦電流的最大值和最小值；
[0033]焊接模塊，用于按照選取的束流值和焊接速度對(duì)所述測(cè)試焊板進(jìn)行焊接形成焊縫，其中，在焊接過(guò)程中，聚焦電流在所述焊縫的起點(diǎn)到終點(diǎn)從所述最大值到所述最小值線性遞減；
[0034]計(jì)算模塊，用于通過(guò)三角形相似原理，計(jì)算得到焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和最窄部分末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流；
[0035]第二確定模塊，用于根據(jù)焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；
[0036]重復(fù)模塊，用于改變束流值和/或焊接速度，重復(fù)上述步驟，得到同材質(zhì)同厚度的測(cè)試焊板在不同束流值和/或不同焊接速度下的焊接聚焦電流；
[0037]第三確定模塊，用于確定在不同束流值和/或不同焊接速度下得到的焊縫的接頭金相試樣的1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值；
[0038]第四確定模塊，用于選取1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值滿足預(yù)定要求時(shí)對(duì)應(yīng)的束流值、焊接速度和焊接聚焦電流作為當(dāng)前材質(zhì)和厚度的焊板焊接時(shí)所需的束流值、焊接速度和聚焦電流。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一確定模塊包括:
[0040]劃分單元，用于將所述測(cè)試焊板分為束流上升段、焊接段和束流下降段；
[0041]焊接單元，用于在所述束流上升段或者所述束流下降段調(diào)節(jié)聚焦電流進(jìn)行焊接；
[0042]第一確定單元，用于根據(jù)形成的電子束束斑大小、以及焊點(diǎn)的狀態(tài)確定對(duì)所述測(cè)試焊板的焊接段進(jìn)行焊接形成焊縫的聚焦電流的最大值和最小值。
[0043]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二確定模塊包括:
[0044]第二確定單元，用于在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值小于等于第一預(yù)定閾值的情況下，選擇起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流或者末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；
[0045]第二確定單元，用于在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值的情況下，根據(jù)所述焊縫最窄部分各點(diǎn)中上熔寬和下熔寬滿足預(yù)定條件的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流。
[0046]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二確定單元包括:
[0047]第一確定子單元，用于在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值且小于等于第二預(yù)定閾值的情況下，選擇起始端或末端中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；
[0048]第二確定子單元，用于在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第二預(yù)定閾值的情況下，在所述焊縫最窄部分上選取三點(diǎn)，確定出這三點(diǎn)中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)距離起始端的距離，根據(jù)確定的距離按照以下公式計(jì)算得到當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流:
[0049]If0 =1JO1- (1foi — 1Joz) * J-
[0050]其中，If。表示當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流，Iftjl表示起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，If&表示末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，L7表示從三個(gè)點(diǎn)中選中的點(diǎn)距離起始端的距離，L6表示所述焊縫最窄部分的長(zhǎng)度。
[0051]在一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)定要求包括:1/2熔深處的熔寬位于5mm到1mm之間,熔深與確定的熔寬的比值大于等于8。
[0052]在本發(fā)明實(shí)施例中，提供了一種電子束焊接參數(shù)確定方法，在測(cè)試焊板的焊接段采用聚焦電流連續(xù)變化進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，獲得不同聚焦電流對(duì)焊縫的影響，進(jìn)一步，還獲取不同焊接速度和不同束流值對(duì)焊縫的影響，以確定出最終采用的電子束焊接參數(shù)，即確定出電子束焊接所采用的焊接速度、束流值和聚焦電流，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有一套簡(jiǎn)單有效的確定焊接參數(shù)的方法，而導(dǎo)致的焊接效果差的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了準(zhǔn)確有效確定焊接參數(shù)的目的，縮短了工藝試驗(yàn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0053]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0054]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電子束焊接參數(shù)確定方法流程圖；
[0055]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)試焊板分段示意圖；
[0056]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的聚焦電流連續(xù)變化示意圖；
[0057]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的最窄部分起始端和末端聚焦電流確定示意圖；
[0058]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的聚焦電流裕度和上下熔寬的示意圖；
[0059]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的vl = 8mm/s時(shí)得到的焊縫截面示意圖；
[0060]圖7是本發(fā)明實(shí)施例的v2 = 5mm/s時(shí)得到的焊縫截面示意圖；
[0061]圖8是本發(fā)明實(shí)施例的v3 = 1mm/s時(shí)得到的焊縫截面示意圖；
[0062]圖9是本發(fā)明實(shí)施例的電子束焊接參數(shù)確定裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0063]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0064]在本例中，提供了一種電子束焊接參數(shù)確定方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0065]步驟101:選取對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行電子束焊接的束流值和焊接速度；
[0066]步驟102:確定對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行焊接的聚焦電流的最大值和最小值；
[0067]步驟103:按照選取的束流值和焊接速度對(duì)所述測(cè)試焊板進(jìn)行焊接形成焊縫，其中，在焊接過(guò)程中，聚焦電流在所述焊縫的起點(diǎn)到終點(diǎn)從所述最大值到所述最小值線性遞減；
[0068]步驟104:通過(guò)三角形相似原理，計(jì)算得到焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和最窄部分末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流；
[0069]步驟105:根據(jù)起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；
[0070]步驟106:改變束流值和/或焊接速度，重復(fù)上述步驟，得到同材質(zhì)同厚度的測(cè)試焊板在不同束流值和/或不同焊接速度下的焊接聚焦電流；
[0071]步驟107:確定在不同束流值和/或不同焊接速度下得到的焊縫的接頭金相試樣的1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值；
[0072]步驟108:選取1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值滿足預(yù)定要求時(shí)對(duì)應(yīng)的束流值、焊接速度和焊接聚焦電流作為當(dāng)前材質(zhì)和厚度的焊板焊接時(shí)所需的束流值、焊接速度和聚焦電流。
[0073]在上述實(shí)施例中，提供了一種電子束焊接參數(shù)確定方法，在測(cè)試焊板的焊接段采用聚焦電流連續(xù)變化進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，獲得不同聚焦電流對(duì)焊縫的影響，進(jìn)一步，還獲取不同焊接速度和不同束流值對(duì)焊縫的影響，以確定出最終采用的電子束焊接參數(shù)，即確定出電子束焊接所采用的焊接速度、束流值和聚焦電流，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有一套簡(jiǎn)單有效的確定焊接參數(shù)的方法，而導(dǎo)致的焊接效果差的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了準(zhǔn)確有效確定焊接參數(shù)的目的，縮短了工藝試驗(yàn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
[0074]具體的，考慮到焊板在焊接的過(guò)程中前后的焊接效果都是不太好的，因此一般前后都會(huì)被去掉，因此，在本例中可以選取與待焊的焊板同材質(zhì)同厚度的測(cè)試焊板，然后將測(cè)試焊板分為束流上升段、焊接段和束流下降段，進(jìn)一步的，在選定工作距離的條件下，在試板(即測(cè)試焊板)的束流上升區(qū)域或者束流下降區(qū)域，定點(diǎn)調(diào)節(jié)聚焦電流，改變電子束束斑的大小，至斑點(diǎn)小、亮度高、圓度好的狀態(tài)，獲得此時(shí)表面聚焦電流的最大值和最小值，將確定的值作為對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行焊接時(shí)聚焦電流的最大值和最小值。
[0075]具體的，在上述步驟105根據(jù)起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流中，根據(jù)確定的起始端和末端差值的不同，在本例中提供了不同的確定焊接聚焦電流的方法，主要分以下幾種情況:
[0076]I)起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值小于等于第一預(yù)定閾值，也可以認(rèn)為是起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流約等于末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流的情況:
[0077]在該情況下，可以直接選擇起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流或者末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；
[0078]2)起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值的，也可以認(rèn)為是起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流與末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流差別較大的情況:
[0079]針對(duì)這種情況如果再直接從起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流或者末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流顯然得到的值不一定好，這時(shí)候就需要具體分析一下焊縫的情況，為此，仍分成兩種情況:
[0080]情況一:起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值且小于等于第二預(yù)定閾值，例如，第二預(yù)定閾值可以是5mA，這種情況下，就可以選擇起始端或末端中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流，即從兩點(diǎn)中選擇焊縫情況較好的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為焊接聚焦電流；
[0081]情況二:起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第二預(yù)定閾值，也就是兩點(diǎn)差別很大的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候，可以在焊縫最窄部分上任意選取三點(diǎn)，確定出這三點(diǎn)中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)距離起始端的距離，根據(jù)確定的距離按照以下公式計(jì)算得到當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流:
[0082]If0=^ ,,Λ-1 ,irT J-
[0083]其中，If。表示當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流，Iftjl表示起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，If&表示末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，L7表示從三個(gè)點(diǎn)中選中的點(diǎn)距離起始端的距離，L6表示所述焊縫最窄部分的長(zhǎng)度。即，從焊縫最窄部分選擇出較為好的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為最終確定的焊接聚焦電流。
[0084]具體實(shí)施時(shí),上述步驟106中提到的預(yù)定要求可以是:熔寬位于5mm到1mm之間，熔深與熔寬的比值大于等于8，即在得到的多組束流值、焊接速度和焊接聚焦電流數(shù)據(jù)中選擇焊縫成形效果較好的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的束流值、焊接速度和焊接聚焦電流作為最終確認(rèn)的焊接參數(shù)。
[0085]下面結(jié)合一個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)上述電子束焊接參數(shù)確定方法進(jìn)行說(shuō)明，然而，值得注意的是，該具體實(shí)施例僅是為了更好地說(shuō)明本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0086]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的焊接參數(shù)(例如:聚焦電流)確認(rèn)方法存在著工藝試板需求量大，易造成浪費(fèi)、試驗(yàn)次數(shù)多，工作量大，工藝調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，不利于技術(shù)的快速轉(zhuǎn)化，主觀性和不確定性高，易造成參數(shù)的偏差，效率低、成本高，不利于多樣化、小批量生產(chǎn)的問(wèn)題，在本例中提供了一種快速、有效的聚焦電流參數(shù)確認(rèn)方法，該方法主要是預(yù)先設(shè)計(jì)束流上升段、焊接段及束流下降段的長(zhǎng)度，在焊接段采用聚焦電流連續(xù)變化進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，輔助焊縫表面熔寬、熔深的比較，獲得不同聚焦電流狀態(tài)對(duì)焊縫成形的影響，來(lái)確定大厚度材料結(jié)構(gòu)的電子束焊接聚焦電流。
[0087]該方法有利于全面地了解連續(xù)聚焦電流變化下焊縫的成形信息，可準(zhǔn)確獲得聚焦電流的工藝裕度，為焊接速度、束流等其它參數(shù)的調(diào)控也提供了有效的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)依據(jù)，減少了工藝試板的數(shù)量和試驗(yàn)的次數(shù)，減少了接頭解剖及金相觀察試驗(yàn)的次數(shù)，縮短了工藝試驗(yàn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，便于多樣化、小批量的電子束焊接生產(chǎn)。
[0088]具體的，該方法包括以下步驟:
[0089]步驟1:選取與焊接結(jié)構(gòu)同材質(zhì)同等厚度的試板1，設(shè)計(jì)電子束焊接束流上升段、焊接段、束流下降段，如圖2所示，長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1、L2、L3。
[0090]步驟2:在選定的工作距離條件下，在試板束流上升段或下降段區(qū)域，定點(diǎn)調(diào)節(jié)聚焦電流，改變電子束束斑大小至斑點(diǎn)小、亮度高、圓度好的狀態(tài)，獲得表面聚焦電流，其中，工作距離表示真空室頂部到工件的距離，該距離可選取300mm到500mm ；
[0091]步驟3:根據(jù)工藝經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備參數(shù)，根據(jù)材料種類和厚度，選取束流值Ib。
[0092]步驟4:在L2長(zhǎng)度范圍內(nèi)，設(shè)定聚焦電流連續(xù)變化范圍Ift?Ifb,如圖3所示，選擇 Ift = Ifs+(10 ?50)mA, Ifb = Ifs-(10 ?80)mA。
[0093]步驟5:根據(jù)上述步驟I和步驟4編輯焊接程序，使聚焦電流按照線性遞減，設(shè)定束流值Ib，在4mm/s?13.3mm/s之間選取焊接速度vl，設(shè)定掃描參數(shù)，軌跡圓形或橢圓形，幅值尺寸0.1mm?3mm,頻率10Hz?1000Hz,進(jìn)行電子束焊接工藝試驗(yàn)。
[0094]步驟6:取出試板，觀察焊縫4成形，如圖4所示沿焊接方向6，從L2焊縫起始段開始，上表面焊縫4熔寬逐漸變窄，在中部最窄，再過(guò)渡焊縫4熔寬又逐漸變寬，直至束流下降形成弧坑；對(duì)應(yīng)上表面焊縫4熔寬最窄的區(qū)域，下表面焊縫5已熔透并成形，且這一區(qū)域上、下表面焊縫長(zhǎng)度基本一致，其他位置均未焊透。
[0095]步驟7:通過(guò)卡尺測(cè)量焊縫4中部最窄的部分起始端到L2起始端的距離L4，最窄的部分末端到L2起始端的距離L5，以及最窄的部分總長(zhǎng)度L6。
[0096]步驟8:設(shè)定焊縫4中部最窄的部分起始端位置的聚焦電流為If()1，末端位置的聚焦電流為ΙΜ，需要確認(rèn)的聚焦電流If。，根據(jù)三角形相似原理，如圖4所示，計(jì)算得出
1M -1A -(^-1Pry-、J.rn H。
ljIL2
[0097]步驟9:大厚度結(jié)構(gòu)電子束焊接的聚焦電流范圍Iftjl?Iftj2，即聚焦電流裕度；當(dāng)Ifol ^ Ifo2時(shí)，Ifo = Ifol ^ Ifo2 ;當(dāng)Ifol-1fo2 ( 5mA,分別觀察測(cè)量L6段對(duì)應(yīng)聚焦電流為If()1、Iftj2兩點(diǎn)焊縫的上熔寬Bt、下熔寬Bb，如圖5所示，If。選取滿足Bb彡0.5mm、H/Bt彡10、焊縫成形均勻條件的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Iftl或Ifo2 ;當(dāng)If()1-1f()2>5mA，觀察測(cè)量L6段任選三點(diǎn)焊縫的上熔寬Bt、下熔寬Bb，選取滿足Bb彡0.5mm、H/Bt彡10、焊縫成形均勻的點(diǎn)，設(shè)定該點(diǎn)位距離L6起點(diǎn)的距離為L(zhǎng)7,從而得出:
[0098]If0= Ifo1-(1Jb1-1 foi)*γ-；



-^6
[0099]步驟10:針對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行兩次焊接工藝驗(yàn)證試驗(yàn)；
[0100]步驟11:在4mm/S?13.3mm/s之間選取其他2?4種焊接速度,在工藝試板上，重復(fù)上述步驟I至步驟9，確定每種焊接速度條件下的聚焦電流。
[0101]步驟12:線切割制備多組焊接速度條件下If。參數(shù)位置的接頭金相試樣，如圖6所示，測(cè)量焊縫1/2H(熔深)位置的熔寬B ；
[0102]步驟13:對(duì)比各組接頭金相試樣，根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)形式、尺寸精度要求及成形需求，在滿足熔寬B = 5?10mm，熔深H/熔寬B彡8條件下，確定束流值、焊接速度和聚焦電流。
[0103]通過(guò)本例的上述方法可全面獲取連續(xù)聚焦電流參數(shù)變化下焊縫成形信息，為設(shè)計(jì)人員選取接頭形式和工藝人員優(yōu)化工藝，提供了依據(jù)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)備，進(jìn)一步的，該方法可以客觀、準(zhǔn)確地獲得聚焦電流的工藝裕度和理想的參數(shù)值，為焊接速度的調(diào)控提供了依據(jù)，束流參數(shù)也可參照本方法進(jìn)行確定，降低了參數(shù)的不確定性，提高了工藝的穩(wěn)定性和可靠性，且所需的工藝試板的數(shù)量、工藝試驗(yàn)的次數(shù)、接頭解剖的次數(shù)、金相試驗(yàn)的次數(shù)都很少，因此，縮短了工藝試驗(yàn)時(shí)間，降低了成本，加快了研制進(jìn)度，便于多樣化、小批量的焊接生產(chǎn)。
[0104]下面以TC4鈦合金電子束平板對(duì)接為例進(jìn)行具體說(shuō)明，實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括:
[0105]步驟1:對(duì)50mm厚度，尺寸為200X200mm的工藝試板進(jìn)行焊接位置表面的機(jī)械打磨清理；
[0106]步驟2:沿該工藝試板的長(zhǎng)度方向，劃分LI = 20mm、L2 = 160mm、L3 = 20mm。
[0107]步驟3:將焊接試板放入真空室中，抽真空至5xlO_2Pa以下，對(duì)中焊縫；
[0108]步驟4:將加速電壓加至150kV，在選定的工作距離為300mm的條件下，確認(rèn)聚焦電流為 2210mA ；
[0109]步驟5:根據(jù)焊接厚度和初步工藝試驗(yàn)，選取束流值Ib = 85mA。
[0110]步驟6:在L2長(zhǎng)度范圍內(nèi)，設(shè)定聚焦電流連續(xù)變化范圍Ift?Ifb,如圖3所示，選擇 Ift = 2210+30 = 2240mA、Ifb = 2210-70 = 2140mA。
[0111]步驟7:根據(jù)上述步驟I?步驟6編輯焊接程序，使聚焦電流按照線性遞減，設(shè)定束流值Ib = 85mA,選取焊接速度vl = 8mm/s,設(shè)定掃描參數(shù):軌跡圓形或橢圓形，幅值尺寸0.6mm,頻率600Hz，進(jìn)行電子束焊接工藝試驗(yàn)；
[0112]步驟8:取出試板，觀察焊縫4成形，如圖4所示；
[0113]步驟9:通過(guò)卡尺測(cè)量焊縫4中部最窄部分是I點(diǎn)，S卩，L4 = L5 = 80mm, L6 = O ；
[0114]步驟10:設(shè)定焊縫4中部最窄的部分的聚焦電流為Iftjl，如圖4所示，計(jì)算得出
[0115]二& _ 6 _ & ) * f = 2190l)lA ;
[0116]步驟11:電子束焊接的聚焦電流Ifo = Ifol = Ifo2 = 2190mA ；
[0117]步驟12:工藝驗(yàn)證焊縫成形良好,聚焦電流滿足If。= Ifol = Ifo2 = 2190mA ；
[0118]步驟13:在4mm/s?13.3mm/s之間選取其他2種焊接速度v2 = 5mm/s、v3 =10mm/so在工藝試板上,重復(fù)上述步驟I至10,確定v2 = 5mm/s、Ib = 65mA條件下的聚焦電流2195mA, v2 = 10mm/s、Ib = IlOmA條件下的聚焦電流為2188mA。
[0119]步驟14:線切割制備vl = 8mm/s、v2 = 5mm/s、v3 = I Omm/ s條件下If。聚焦電流位置的接頭金相試樣，如圖6至8所示分別對(duì)應(yīng)vl = 8mm/s> v2 = 5mm/s> v3 = lOmm/s條件下熔寬B分別為5.4mm,5.8mm、5mm，對(duì)應(yīng)的深寬比H/B為9.26,8.34、10的接頭金相試樣。
[0120]步驟15:根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)形式、尺寸精度要求及焊縫成形需求，在滿足熔寬B = 5?10mm, Η/Β彡8條件下,確定50mm厚度TC4鈦合金焊接速度為v = vl = 8mm/s,聚焦電流If。=2190mA。
[0121]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例中還提供了一種電子束焊接參數(shù)確定裝置，如下面的實(shí)施例所述。由于電子束焊接參數(shù)確定裝置解決問(wèn)題的原理與電子束焊接參數(shù)確定方法相似，因此電子束焊接參數(shù)確定裝置的實(shí)施可以參見(jiàn)電子束焊接參數(shù)確定方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。以下所使用的，術(shù)語(yǔ)“單元”或者“模塊”可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實(shí)施例所描述的裝置較佳地以軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實(shí)現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。圖9是本發(fā)明實(shí)施例的電子束焊接參數(shù)確定裝置的一種結(jié)構(gòu)框圖，如圖9所示，包括:選取模塊901、第一確定模塊902、焊接模塊903、計(jì)算模塊904、第二確定模塊905、重復(fù)模塊906、第三確定模塊907和第四確定模塊908，下面對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0122]選取模塊901，用于選取對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行電子束焊接的束流值和焊接速度；
[0123]第一確定模塊902，用于確定對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行焊接的聚焦電流的最大值和最小值；
[0124]焊接模塊903，用于按照選取的束流值和焊接速度對(duì)所述測(cè)試焊板進(jìn)行焊接形成焊縫，其中，在焊接過(guò)程中，聚焦電流在所述焊縫的起點(diǎn)到終點(diǎn)從所述最大值到所述最小值線性遞減；
[0125]計(jì)算模塊904，用于通過(guò)三角形相似原理，計(jì)算得到焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和最窄部分末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流；
[0126]第二確定模塊905，用于根據(jù)起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；
[0127]重復(fù)模塊906，用于改變束流值和/或焊接速度，重復(fù)上述步驟，得到同材質(zhì)同厚度的測(cè)試焊板在不同束流值和/或不同焊接速度下的焊接聚焦電流；
[0128]第三確定模塊907，用于確定在不同束流值和/或不同焊接速度下得到的焊縫的接頭金相試樣的1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值；
[0129]第四確定模塊908，用于選取1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值滿足預(yù)定要求時(shí)對(duì)應(yīng)的束流值、焊接速度和焊接聚焦電流作為當(dāng)前材質(zhì)和厚度的焊板焊接時(shí)所需的束流值、焊接速度和聚焦電流。
[0130]在一個(gè)實(shí)施例中，第一確定模塊902包括:劃分單兀,用于將所述測(cè)試焊板分為束流上升段、焊接段和束流下降段；焊接單元，用于在所述束流上升段或者所述束流下降段調(diào)節(jié)聚焦電流進(jìn)行焊接；第一確定單元，用于根據(jù)形成的電子束束斑大小、以及焊點(diǎn)的狀態(tài)確定對(duì)所述測(cè)試焊板的焊接段進(jìn)行焊接形成焊縫的聚焦電流的最大值和最小值。
[0131]在一個(gè)實(shí)施例中，第二確定模塊905包括:第二確定單元，用于在起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值小于等于第一預(yù)定閾值的情況下，選擇起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流或者末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；第二確定單元，用于在起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值的情況下，根據(jù)所述焊縫最窄部分各點(diǎn)中上熔寬和下熔寬滿足預(yù)定條件的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流。
[0132]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二確定單元包括:第一確定子單元，用于在起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值且小于等于第二預(yù)定閾值的情況下，選擇起始端或末端中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流；第二確定子單元，用于在起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第二預(yù)定閾值的情況下，在所述焊縫最窄部分上選取三點(diǎn)，確定出這三點(diǎn)中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)距離起始端的距離，根據(jù)確定的距離按照以下公式計(jì)算得到當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流:
[0133]//0二/”-(W令


As
[0134]其中，If。表示當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流，Iftjl表示起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，If&表示末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，L7表示從三個(gè)點(diǎn)中選中的點(diǎn)距離起始端的距離，L6表示所述焊縫最窄部分的長(zhǎng)度。
[0135]在一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)定要求包括:1/2熔深處的熔寬位于5mm到1mm之間,熔深與確定的熔寬的比值大于等于8。
[0136]在另外一個(gè)實(shí)施例中，還提供了一種軟件，該軟件用于執(zhí)行上述實(shí)施例及優(yōu)選實(shí)施方式中描述的技術(shù)方案。
[0137]在另外一個(gè)實(shí)施例中，還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有上述軟件，該存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不限于:光盤、軟盤、硬盤、可擦寫存儲(chǔ)器等。
[0138]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:提供了一種電子束焊接參數(shù)確定方法，在測(cè)試焊板的焊接段采用聚焦電流連續(xù)變化進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，獲得不同聚焦電流對(duì)焊縫的影響，進(jìn)一步，還獲取不同焊接速度和不同束流值對(duì)焊縫的影響，以確定出最終采用的電子束焊接參數(shù)，即確定出電子束焊接所采用的焊接速度、束流值和聚焦電流，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有一套簡(jiǎn)單有效的確定焊接參數(shù)的方法，而導(dǎo)致的焊接效果差的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了準(zhǔn)確有效確定焊接參數(shù)的目的，縮短了工藝試驗(yàn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
[0139]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明實(shí)施例的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明實(shí)施例不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
[0140]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明實(shí)施例可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電子束焊接參數(shù)確定方法，其特征在于，包括: 選取對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行電子束焊接的束流值和焊接速度； 確定對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行焊接的聚焦電流的最大值和最小值； 按照選取的束流值和焊接速度對(duì)所述測(cè)試焊板進(jìn)行焊接形成焊縫，其中，在焊接過(guò)程中，聚焦電流在所述焊縫的起點(diǎn)到終點(diǎn)從所述最大值到所述最小值線性遞減； 通過(guò)三角形相似原理，計(jì)算得到焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和最窄部分末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流； 根據(jù)焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流； 改變束流值和/或焊接速度，重復(fù)上述步驟，得到同材質(zhì)同厚度的測(cè)試焊板在不同束流值和/或不同焊接速度下的焊接聚焦電流； 確定在不同束流值和/或不同焊接速度下得到的焊縫的接頭金相試樣的1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值； 選取1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值滿足預(yù)定要求時(shí)對(duì)應(yīng)的束流值、焊接速度和焊接聚焦電流作為當(dāng)前材質(zhì)和厚度的焊板焊接時(shí)所需的束流值、焊接速度和聚焦電流。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行焊接的聚焦電流的最大值和最小值，包括: 將所述測(cè)試焊板分為束流上升段、焊接段和束流下降段； 在所述束流上升段或者所述束流下降段調(diào)節(jié)聚焦電流進(jìn)行焊接； 根據(jù)形成的電子束束斑大小、以及焊點(diǎn)的狀態(tài)確定對(duì)所述測(cè)試焊板的焊接段進(jìn)行焊接形成焊縫的聚焦電流的最大值和最小值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流，包括: 在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值小于等于第一預(yù)定閾值的情況下，選擇起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流或者末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流； 在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值的情況下，根據(jù)所述焊縫最窄部分各點(diǎn)中上熔寬和下熔寬滿足預(yù)定條件的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述焊縫最窄部分各點(diǎn)中上熔寬和下熔寬滿足預(yù)定條件的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流，包括: 在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值且小于等于第二預(yù)定閾值的情況下，選擇起始端或末端中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流； 在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第二預(yù)定閾值的情況下，在所述焊縫最窄部分上選取三點(diǎn)，確定出這三點(diǎn)中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)距離起始端的距離，根據(jù)確定的距離按照以下公式計(jì)算得到當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流: 其中，If。表示當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流，Ifol表示起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，Ifo2表示末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，L7表示從三個(gè)點(diǎn)中選中的點(diǎn)距離起始端的距離，L6表示所述焊縫最窄部分的長(zhǎng)度。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定要求包括:1/2熔深處的熔寬位于5mm到1mm之間，熔深與確定的熔寬的比值大于等于8。
6.一種電子束焊接參數(shù)確定裝置，其特征在于，包括: 選取模塊，用于選取對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行電子束焊接的束流值和焊接速度； 第一確定模塊，用于確定對(duì)測(cè)試焊板進(jìn)行焊接的聚焦電流的最大值和最小值； 焊接模塊，用于按照選取的束流值和焊接速度對(duì)所述測(cè)試焊板進(jìn)行焊接形成焊縫，其中，在焊接過(guò)程中，聚焦電流在所述焊縫的起點(diǎn)到終點(diǎn)從所述最大值到所述最小值線性遞減； 計(jì)算模塊，用于通過(guò)三角形相似原理，計(jì)算得到焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和最窄部分末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流； 第二確定模塊，用于根據(jù)焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流； 重復(fù)模塊，用于改變束流值和/或焊接速度，重復(fù)上述步驟，得到同材質(zhì)同厚度的測(cè)試焊板在不同束流值和/或不同焊接速度下的焊接聚焦電流； 第三確定模塊，用于確定在不同束流值和/或不同焊接速度下得到的焊縫的接頭金相試樣的1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值； 第四確定模塊，用于選取1/2熔深處的熔寬、和熔深與確定的熔寬的比值滿足預(yù)定要求時(shí)對(duì)應(yīng)的束流值、焊接速度和焊接聚焦電流作為當(dāng)前材質(zhì)和厚度的焊板焊接時(shí)所需的束流值、焊接速度和聚焦電流。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一確定模塊包括: 劃分單元，用于將所述測(cè)試焊板分為束流上升段、焊接段和束流下降段； 焊接單元，用于在所述束流上升段或者所述束流下降段調(diào)節(jié)聚焦電流進(jìn)行焊接；第一確定單元，用于根據(jù)形成的電子束束斑大小、以及焊點(diǎn)的狀態(tài)確定對(duì)所述測(cè)試焊板的焊接段進(jìn)行焊接形成焊縫的聚焦電流的最大值和最小值。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二確定模塊包括: 第二確定單元，用于在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值小于等于第一預(yù)定閾值的情況下，選擇起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流或者末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流； 第二確定單元，用于在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值的情況下，根據(jù)所述焊縫最窄部分各點(diǎn)中上熔寬和下熔寬滿足預(yù)定條件的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流確定當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第二確定單元包括: 第一確定子單元，用于在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第一預(yù)定閾值且小于等于第二預(yù)定閾值的情況下，選擇起始端或末端中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的聚焦電流作為當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流； 第二確定子單元，用于在焊縫最窄部分起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流和末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流之間的差值大于第二預(yù)定閾值的情況下，在所述焊縫最窄部分上選取三點(diǎn)，確定出這三點(diǎn)中下熔寬大于等于0.5mm、熔深除以上熔寬大于等于10、且焊縫成形均勻的點(diǎn)距離起始端的距離，根據(jù)確定的距離按照以下公式計(jì)算得到當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流: j —(7 —/、*Ll
lfo 1M ViZol ' 1Z >.其中，If。表示當(dāng)前束流值和焊接速度對(duì)應(yīng)的焊接聚焦電流，Ifol表示起始端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，Ifo2表示末端對(duì)應(yīng)的聚焦電流，L7表示從三個(gè)點(diǎn)中選中的點(diǎn)距離起始端的距離，L6表示所述焊縫最窄部分的長(zhǎng)度。
10.如權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定要求包括:1/2熔深處的熔寬位于5mm到1mm之間，熔深與確定的熔寬的比值大于等于8。
【文檔編號(hào)】B23K15/00GK104289808SQ201410513647
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】毛智勇, 付鵬飛, 唐振云, 左從進(jìn), 劉昕, 吳冰, 陶軍, 李晉煒 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所