Clf-1鋼厚板電子束焊接工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，包括以下步驟：步驟一、將兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面加工平整，然后對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗；步驟二、將清洗后的兩塊待焊CLF-1鋼板固定，并使兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面接觸，然后放入真空電子束焊機(jī)中待焊；步驟三、采用聚焦電子束在兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面上焊接打底預(yù)熱；步驟四、在焊接打底預(yù)熱后，采用下聚焦圓波電子束對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板之間的焊縫進(jìn)行深溶焊接；步驟五、采用散焦電子束在焊縫處往復(fù)移位焊接。采用本發(fā)明焊接的兩塊CLF-1鋼板，焊縫處無(wú)鏈狀氣孔和裂紋，能提升焊接后成品的背部成型效果。
【專利說(shuō)明】CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]CLF-1鋼是一類低活化鐵素體/馬氏體鋼(RAFM)，其是聚變領(lǐng)域中的核心部件——氦冷固態(tài)實(shí)驗(yàn)薄層模塊(TBM)的主體結(jié)構(gòu)材料。在TBM的研制過程中需要使用焊接技術(shù)，而當(dāng)前針對(duì)該材料主要使用電子束焊接、擴(kuò)散焊接等特種焊接方法。其中，厚板CLF-1鋼在采用電子束焊接時(shí)，在焊縫處易出現(xiàn)根部的鏈狀氣孔，并有少數(shù)沿焊縫深度方向的裂紋，同時(shí)焊接后的成品背部成型不佳，易出現(xiàn)駝峰狀的焊瘤。在傳統(tǒng)工藝上利用電子束重熔焊接的方法對(duì)鏈狀氣孔進(jìn)行消除，雖能降低氣孔的含量，但無(wú)法根除，仍然存在超標(biāo)的氣孔，對(duì)裂紋消除的作用不大，而且無(wú)法改善背部成型，同時(shí)也增大了工作量。在TBM的研制過程中部分部件的焊接無(wú)焊后加工余量，所以根部鏈狀氣孔及背部駝峰狀焊瘤無(wú)法通過機(jī)加工去除而殘存在焊接結(jié)構(gòu)件中，加之裂紋出現(xiàn)的概率大，勢(shì)必會(huì)影響其整體性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，其能避免焊接后的CLF-1鋼厚板焊縫處出現(xiàn)鏈狀氣孔和裂紋，并能提升焊接后成品的背部成型效果。
[0004]本發(fā)明解決上述問題主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，其特征在于，包括以下步驟:
步驟一、將兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面加工平整，然后對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗；
步驟二、將清洗后的兩塊待焊CLF-1鋼板固定，并使兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面接觸，然后放入真空電子束焊機(jī)中待焊；
步驟三、采用聚焦電子束在兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面上焊接打底預(yù)熱；
步驟四、在焊接打底預(yù)熱后，采用下聚焦圓波電子束對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板之間的焊縫進(jìn)行深溶焊接；
步驟五、采用散焦電子束在焊縫處往復(fù)移位焊接，進(jìn)而對(duì)焊縫進(jìn)行緩冷和對(duì)焊縫表面進(jìn)行修飾性焊接。其中，本發(fā)明對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗，以避免待焊CLF-1鋼板上存在無(wú)油污、銹跡、水分及其它污染。聚焦電子束、下聚焦電子束及散焦電子束是通過聚焦線圈調(diào)節(jié)電子束斑點(diǎn)位置實(shí)現(xiàn)的，聚焦電子束是指電子束焦點(diǎn)在待焊CLF-1鋼板表面，下聚焦圓波電子束是指焦點(diǎn)位于待焊CLF-1鋼板表面以下，并且電子束以圓波的方式進(jìn)行掃描。打底起到預(yù)熱和預(yù)連接作用，無(wú)需產(chǎn)生較大的能量，所以采用表面聚焦焊接；而深熔焊接時(shí)需要利用較大的能量將待焊CLF-1鋼板焊透，所以采用下聚焦方式進(jìn)行焊接，以獲得較大的熔深，圓波掃描有助于消除焊縫內(nèi)部缺陷。散焦焊接時(shí)電子束焦點(diǎn)位于焊縫上方，這樣能避免在焊縫表面的能量過于集中，有利于表面成型。
[0005]進(jìn)一步的，所述步驟一中待焊CLF-1鋼板的待焊端面加工后的粗糙度為1.4?L 8 μ m0
[0006]進(jìn)一步的，所述步驟一中對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗包括以下步驟:在超聲清洗設(shè)備中使用去離子水對(duì)待焊CLF-1鋼板超聲清洗25?35min，清洗完成后再將待焊CLF-1鋼板置于烘箱中，在140°C?165°C條件下對(duì)待焊CLF-1鋼板烘干I?2h，然后再使用丙酮對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行二次清洗。因電子束焊接對(duì)工件的清潔度要求較高，本發(fā)明采用超聲清洗的目的是去除雜質(zhì)、油污等對(duì)焊接影響較大的物質(zhì)，是初步清洗，采用丙酮清洗的目的是在焊接之前進(jìn)一步清除可能殘余的油污，如此，能確保焊接質(zhì)量。
[0007]進(jìn)一步的，所述待焊CLF-1鋼板的固定由焊接工裝進(jìn)行固定，所述焊接工裝接觸待焊CLF-1鋼板的部位與待焊CLF-1鋼板之間設(shè)置有隔熱材料。本發(fā)明在將待焊CLF-1鋼板裝入焊接工裝前需對(duì)焊接工裝及隔熱材料進(jìn)行清洗，保證焊接工裝上無(wú)油污、銹跡、水分及其它污染。
[0008]進(jìn)一步的，所述焊接工裝包括底座、支承板、墊塊、壓板及施力螺釘，所述支承板和墊塊均固定于底座上端面，墊塊上端面內(nèi)凹構(gòu)成有凹槽，支承板和壓板的數(shù)量均為兩塊,支承板與底座的連接部位分別靠近底座的左右兩端，墊塊設(shè)于兩塊支承板之間，所述壓板一端連接于支承板上端，其另一端設(shè)于墊塊上方，且兩塊壓板與兩塊支承板一一對(duì)應(yīng)連接；所述施力螺釘?shù)臄?shù)量為兩顆，兩顆施力螺釘分別穿過兩塊壓板且嵌入底座內(nèi)。本發(fā)明應(yīng)用時(shí)，兩塊待焊CLF-1鋼板均放置在墊塊上，兩塊待焊CLF-1鋼板分別通過兩塊壓板下壓進(jìn)行固定，其中，墊塊和壓板兩者與待焊CLF-1鋼板之間均設(shè)置有隔熱材料。
[0009]進(jìn)一步的，所述步驟三中焊接時(shí)聚焦電流為2340~2380mA，電子束流為70~80mA，焊接速度為550~600mm/min。
[0010]進(jìn)一步的，所述步驟四中焊接時(shí)聚焦電流為2200~2240mA，電子束流為175~180mA，焊接速度為 550~600mm/min，掃描幅值為 0.5-1.2mm，掃描頻率 80~100Hz。
[0011]進(jìn)一步的，所述步驟五中焊接時(shí)電流為2580~2620mA，電子束流為100~150mA，焊接速度為 600~700mm/min。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟五中往復(fù)移位焊接的次數(shù)為三次，第一次焊接時(shí)電子束流為140?150mA，第二次焊接時(shí)電子束流為120?140mA，第三次焊接時(shí)電子束流為100?120mA。在真空條件下焊接時(shí)不易散熱，熱量過大會(huì)導(dǎo)致焊縫金相中出現(xiàn)過燒組織以及有害相，對(duì)焊縫的力學(xué)性能存在較大的影響，同時(shí)焊縫過寬，影響焊縫成型美觀。本發(fā)明采用能量逐級(jí)遞減的方式蓋面焊接，能避免單位長(zhǎng)度上積攢的熱量過大，有利于保證焊縫內(nèi)部組織的優(yōu)良性。
[0013]綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果:(1)本發(fā)明應(yīng)用時(shí)先采用聚焦電子束在待焊CLF-1鋼板的待焊端面上焊接打底預(yù)熱，再采用下聚焦圓波電子束焊接，然后采用散焦電子束往復(fù)焊接對(duì)焊縫進(jìn)行緩冷并輔助對(duì)焊縫表面進(jìn)行修飾性焊接，本發(fā)明整體工序簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)，成本低，采用本發(fā)明焊接兩塊CLF-1鋼生成的焊接件，背面成型好，無(wú)咬邊和焊瘤，焊縫處抗拉強(qiáng)度、彎曲性能及彎曲性能均良好，焊縫處無(wú)裂紋、超標(biāo)氣孔等缺陷。
[0014](2)本發(fā)明為氦冷固態(tài)實(shí)驗(yàn)薄層模塊的研制提供了技術(shù)支持，本發(fā)明還可在聚變行業(yè)中其他以CLF-1鋼為結(jié)構(gòu)材料的類似的結(jié)構(gòu)件中推廣應(yīng)用，應(yīng)用前景好。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的工藝流程圖；
圖2為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中所使用的焊接工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖中附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為:1、施力螺釘，2、壓板，3、隔熱材料，4、待焊CLF-1鋼板，5、墊塊，6、底座，7、支承板。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0018]實(shí)施例1:
如圖1所示，CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，包括以下步驟:步驟一、將兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面加工平整，然后對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗，其中，待焊CLF-1鋼板的待焊端面加工后的粗糙度為1.4 μ m ;步驟二、將清洗后的兩塊待焊CLF-1鋼板固定，并使兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面接觸，然后放入真空電子束焊機(jī)中待焊；步驟三、采用聚焦電子束在兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面上焊接打底預(yù)熱；步驟四、在焊接打底預(yù)熱后，采用下聚焦圓波電子束對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板之間的焊縫進(jìn)行深溶焊接；步驟五、采用散焦電子束在焊縫處往復(fù)移位焊接，進(jìn)而對(duì)焊縫進(jìn)行緩冷和對(duì)焊縫表面進(jìn)行修飾性焊接；步驟六、焊接完成后取出焊接件成品。
[0019]本實(shí)施例在對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗時(shí)具體包括以下步驟:首先在超聲清洗設(shè)備中使用去離子水對(duì)待焊CLF-1鋼板超聲清洗25min，清洗完成后再將待焊CLF-1鋼板置于烘箱中，在140°C條件下對(duì)待焊CLF-1鋼板烘干lh，然后再使用丙酮對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行二次清洗。
[0020]如圖2所示，本實(shí)施例中待焊CLF-1鋼板4的固定由焊接工裝進(jìn)行固定，其中，焊接工裝接觸待焊CLF-1鋼板4的部位與待焊CLF-1鋼板4之間設(shè)置有隔熱材料3。本實(shí)施例的焊接工裝包括底座6、支承板7、墊塊5、壓板2及施力螺釘1，其中，支承板7和墊塊5均固定于底座6上端面，墊塊5上端面內(nèi)凹構(gòu)成有凹槽，支承板7和壓板2的數(shù)量均為兩塊，支承板7與底座6的連接部位分別靠近底座6的左右兩端，墊塊5設(shè)于兩塊支承板7之間，壓板2 —端連接于支承板7上端，其另一端設(shè)于墊塊5上方，且兩塊壓板2與兩塊支承板7——對(duì)應(yīng)連接。本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)，兩塊待焊CLF-1鋼板4放置在墊塊5上，待焊CLF-1鋼板4與墊塊5之間設(shè)置有隔熱材料3，兩塊待焊CLF-1鋼板4彼此的接觸端均設(shè)于墊塊5的凹槽上方，本實(shí)施例中施力螺釘I的數(shù)量為兩顆，兩顆施力螺釘I分別穿過兩塊壓板2且嵌入底座6內(nèi)，兩塊壓板2在施力螺釘I的作用下分別下壓在兩塊待焊CLF-1鋼板4上，待焊CLF-1鋼板4與壓板2之間也設(shè)置有隔熱材料3。本實(shí)施例在對(duì)待焊CLF-1鋼板4進(jìn)行固定時(shí)，先采用丙酮對(duì)焊接工裝和隔熱材料3進(jìn)行清洗，以保證焊接工裝上無(wú)油污、銹跡、水分及其它污染。本實(shí)施例在對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板4進(jìn)行固定前，需對(duì)裝配間隙進(jìn)行檢查，使兩塊待焊CLF-1鋼板4的裝配間隙不超過0.1mm,并對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板4的錯(cuò)邊量進(jìn)行檢查，使其不超過0.5mm。
[0021]本實(shí)施例焊接時(shí)焊接設(shè)備采用NORMA型電子束焊機(jī)，本實(shí)施例在焊接時(shí)電子束焊機(jī)焊室真空度為8X10_3Pa，槍室真空度為4X10_3Pa。本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)為了提高焊接精度，在待焊CLF-1鋼板的待焊端面上焊接打底預(yù)熱前先利用小束流電子束進(jìn)行對(duì)縫，對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板進(jìn)行三點(diǎn)定位焊。
[0022]本實(shí)施例的步驟三中焊接時(shí)聚焦電流為2340mA，電子束流為70mA，焊接速度為550mm/min ;步驟四中焊接時(shí)聚焦電流為2200mA，電子束流為175mA，焊接速度為550mm/min，掃描幅值為0.5mm，掃描頻率80Hz。本實(shí)施例的步驟五中焊接時(shí)電流為2580mA，焊接速度為600mm/min，步驟五中往復(fù)移位焊接的次數(shù)為三次，第一次焊接時(shí)電子束流為140mA，第二次焊接時(shí)電子束流為120mA，第三次焊接時(shí)電子束流為100mA。
[0023]采用本實(shí)施例的方式焊接兩塊CLF-1鋼板生成的焊接件，焊接完成后對(duì)焊縫外觀檢查，背面成型較好，未發(fā)現(xiàn)咬邊、焊瘤等缺陷。采用X射線透照檢查后，在底片上未發(fā)現(xiàn)鏈狀氣孔及裂紋等缺陷。對(duì)焊縫的抗拉強(qiáng)度、彎曲性能及沖擊韌性進(jìn)行測(cè)試，其抗拉強(qiáng)度為635Mpa，沖擊功為270J，彎曲試驗(yàn)合格，對(duì)本實(shí)施例采用的待焊CLF-1鋼板力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，其抗拉強(qiáng)度為608Mpa，屈服強(qiáng)度為461Mpa，斷后伸長(zhǎng)率為22.5%，斷面收縮率為72%，沖擊功為259J，對(duì)本實(shí)施例生成的焊接件進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，拉伸時(shí)斷于CLF-1鋼板上。如此，本實(shí)施例生成的焊接件的焊縫的抗拉強(qiáng)度大于本實(shí)施例采用的CLF-1鋼板，彎曲性能良好，沖擊韌性優(yōu)于CLF-1鋼板的最低要求。對(duì)本實(shí)施例生成的焊接件的焊縫處通過金相觀察，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)氣孔及裂紋等缺陷，焊后熱處理后焊縫組織呈細(xì)小的板條馬氏體結(jié)構(gòu)，未發(fā)現(xiàn)有害相，能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0024]實(shí)施例2:
如圖1所示，CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，包括以下步驟:步驟一、將兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面加工平整，然后對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗，其中，待焊CLF-1鋼板的待焊端面加工后的粗糙度為1.6 μ m ;步驟二、將清洗后的兩塊待焊CLF-1鋼板固定，并使兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面接觸，然后放入真空電子束焊機(jī)中待焊；步驟三、采用聚焦電子束在兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面上焊接打底預(yù)熱；步驟四、在焊接打底預(yù)熱后，采用下聚焦圓波電子束對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板之間的焊縫進(jìn)行深溶焊接；步驟五、采用散焦電子束在焊縫處往復(fù)移位焊接，進(jìn)而對(duì)焊縫進(jìn)行緩冷和對(duì)焊縫表面進(jìn)行修飾性焊接；步驟六、焊接完成后取出焊接件成品。
[0025]本實(shí)施例在對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗時(shí)具體包括以下步驟:首先在超聲清洗設(shè)備中使用去離子水對(duì)待焊CLF-1鋼板超聲清洗30min，清洗完成后再將待焊CLF-1鋼板置于烘箱中，在150°C條件下對(duì)待焊CLF-1鋼板烘干1.5h，然后再使用丙酮對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行二次清洗。
[0026]如圖2所示，本實(shí)施例中待焊CLF-1鋼板4的固定由焊接工裝進(jìn)行固定，其中，焊接工裝接觸待焊CLF-1鋼板4的部位與待焊CLF-1鋼板4之間設(shè)置有隔熱材料3。本實(shí)施例的焊接工裝包括底座6、支承板7、墊塊5、壓板2及施力螺釘1，其中，支承板7和墊塊5均固定于底座6上端面，墊塊5上端面內(nèi)凹構(gòu)成有凹槽，支承板7和壓板2的數(shù)量均為兩塊，支承板7與底座6的連接部位分別靠近底座6的左右兩端，墊塊5設(shè)于兩塊支承板7之間，壓板2 —端連接于支承板7上端，其另一端設(shè)于墊塊5上方，且兩塊壓板2與兩塊支承板7——對(duì)應(yīng)連接。本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)，兩塊待焊CLF-1鋼板4放置在墊塊5上，待焊CLF-1鋼板4與墊塊5之間設(shè)置有隔熱材料3，兩塊待焊CLF-1鋼板4彼此的接觸端均設(shè)于墊塊5的凹槽上方，本實(shí)施例中施力螺釘I的數(shù)量為兩顆，兩顆施力螺釘I分別穿過兩塊壓板2且嵌入底座6內(nèi)，兩塊壓板2在施力螺釘I的作用下分別下壓在兩塊待焊CLF-1鋼板4上，待焊CLF-1鋼板4與壓板2之間也設(shè)置有隔熱材料3。本實(shí)施例在對(duì)待焊CLF-1鋼板4進(jìn)行固定時(shí)，先采用丙酮對(duì)焊接工裝和隔熱材料3進(jìn)行清洗，以保證焊接工裝上無(wú)油污、銹跡、水分及其它污染。本實(shí)施例在對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板4進(jìn)行固定前，需對(duì)裝配間隙進(jìn)行檢查，使兩塊待焊CLF-1鋼板4的裝配間隙不超過0.1mm,并對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板4的錯(cuò)邊量進(jìn)行檢查，使其不超過0.5mm。
[0027]本實(shí)施例焊接時(shí)焊接設(shè)備采用NORMA型電子束焊機(jī)，本實(shí)施例在焊接時(shí)電子束焊機(jī)焊室真空度為8X10_3Pa，槍室真空度為4X10_3Pa。本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)為了提高焊接精度，在待焊CLF-1鋼板的待焊端面上焊接打底預(yù)熱前先利用小束流電子束進(jìn)行對(duì)縫，對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板進(jìn)行三點(diǎn)定位焊。
[0028]本實(shí)施例的步驟三中焊接時(shí)聚焦電流為2360mA，電子束流為75mA，焊接速度為580mm/min ;步驟四中焊接時(shí)聚焦電流為2220mA，電子束流為178mA，焊接速度為580mm/min，掃描幅值為0.8mm，掃描頻率90Hz。本實(shí)施例的步驟五中焊接時(shí)電流為2600mA，焊接速度為650mm/min，步驟五中往復(fù)移位焊接的次數(shù)為三次，第一次焊接時(shí)電子束流為145mA，第二次焊接時(shí)電子束流為130mA，第三次焊接時(shí)電子束流為110mA。
[0029]采用本實(shí)施例的方式焊接兩塊CLF-1鋼板生成的焊接件，焊接完成后對(duì)焊縫外觀檢查，背面成型較好，未發(fā)現(xiàn)咬邊、焊瘤等缺陷。采用X射線透照檢查后，在底片上未發(fā)現(xiàn)鏈狀氣孔及裂紋等缺陷。對(duì)焊縫的抗拉強(qiáng)度、彎曲性能及沖擊韌性進(jìn)行測(cè)試，其抗拉強(qiáng)度為635Mpa，沖擊功為292J，彎曲試驗(yàn)合格，對(duì)本實(shí)施例采用的待焊CLF-1鋼板力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，其抗拉強(qiáng)度為609Mpa，屈服強(qiáng)度為452Mpa，斷后伸長(zhǎng)率為22%，斷面收縮率為74%，沖擊功為257J，對(duì)本實(shí)施例生成的焊接件進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，拉伸時(shí)斷于CLF-1鋼板上。如此，本實(shí)施例生成的焊接件的焊縫的抗拉強(qiáng)度大于本實(shí)施例采用的CLF-1鋼板，彎曲性能良好，沖擊韌性優(yōu)于CLF-1鋼板的最低要求。對(duì)本實(shí)施例生成的焊接件的焊縫處通過金相觀察，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)氣孔及裂紋等缺陷，焊后熱處理后焊縫組織呈細(xì)小的板條馬氏體結(jié)構(gòu)，未發(fā)現(xiàn)有害相，能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0030]實(shí)施例3:
如圖1所示，CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，包括以下步驟:步驟一、將兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面加工平整，然后對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗，其中，待焊CLF-1鋼板的待焊端面加工后的粗糙度為1.8 μ m ;步驟二、將清洗后的兩塊待焊CLF-1鋼板固定，并使兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面接觸，然后放入真空電子束焊機(jī)中待焊；步驟三、采用聚焦電子束在兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面上焊接打底預(yù)熱；步驟四、在焊接打底預(yù)熱后，采用下聚焦圓波電子束對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板之間的焊縫進(jìn)行深溶焊接；步驟五、采用散焦電子束在焊縫處往復(fù)移位焊接，進(jìn)而對(duì)焊縫進(jìn)行緩冷和對(duì)焊縫表面進(jìn)行修飾性焊接；步驟六、焊接完成后取出焊接件成品。
[0031]本實(shí)施例在對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗時(shí)具體包括以下步驟:首先在超聲清洗設(shè)備中使用去離子水對(duì)待焊CLF-1鋼板超聲清洗35min，清洗完成后再將待焊CLF-1鋼板置于烘箱中，在165°C條件下對(duì)待焊CLF-1鋼板烘干2h，然后再使用丙酮對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行二次清洗。
[0032]如圖2所示，本實(shí)施例中待焊CLF-1鋼板4的固定由焊接工裝進(jìn)行固定，其中，焊接工裝接觸待焊CLF-1鋼板4的部位與待焊CLF-1鋼板4之間設(shè)置有隔熱材料3。本實(shí)施例的焊接工裝包括底座6、支承板7、墊塊5、壓板2及施力螺釘1，其中，支承板7和墊塊5均固定于底座6上端面，墊塊5上端面內(nèi)凹構(gòu)成有凹槽，支承板7和壓板2的數(shù)量均為兩塊，支承板7與底座6的連接部位分別靠近底座6的左右兩端，墊塊5設(shè)于兩塊支承板7之間，壓板2 —端連接于支承板7上端，其另一端設(shè)于墊塊5上方，且兩塊壓板2與兩塊支承板7——對(duì)應(yīng)連接。本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)，兩塊待焊CLF-1鋼板4放置在墊塊5上，待焊CLF-1鋼板4與墊塊5之間設(shè)置有隔熱材料3，兩塊待焊CLF-1鋼板4彼此的接觸端均設(shè)于墊塊5的凹槽上方，本實(shí)施例中施力螺釘I的數(shù)量為兩顆，兩顆施力螺釘I分別穿過兩塊壓板2且嵌入底座6內(nèi)，兩塊壓板2在施力螺釘I的作用下分別下壓在兩塊待焊CLF-1鋼板4上，待焊CLF-1鋼板4與壓板2之間也設(shè)置有隔熱材料3。本實(shí)施例在對(duì)待焊CLF-1鋼板4進(jìn)行固定時(shí)，先采用丙酮對(duì)焊接工裝和隔熱材料3進(jìn)行清洗，以保證焊接工裝上無(wú)油污、銹跡、水分及其它污染。本實(shí)施例在對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板4進(jìn)行固定前，需對(duì)裝配間隙進(jìn)行檢查，使兩塊待焊CLF-1鋼板4的裝配間隙不超過0.1mm,并對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板4的錯(cuò)邊量進(jìn)行檢查，使其不超過0.5mm。
[0033]本實(shí)施例焊接時(shí)焊接設(shè)備采用NORMA型電子束焊機(jī)，本實(shí)施例在焊接時(shí)電子束焊機(jī)焊室真空度為8X10_3Pa，槍室真空度為4X10_3Pa。本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)為了提高焊接精度，在待焊CLF-1鋼板的待焊端面上焊接打底預(yù)熱前先利用小束流電子束進(jìn)行對(duì)縫，對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板進(jìn)行三點(diǎn)定位焊。
[0034]本實(shí)施例的步驟三中焊接時(shí)聚焦電流為2380mA，電子束流為80mA，焊接速度為600mm/min ;步驟四中焊接時(shí)聚焦電流為2240mA，電子束流為180mA，焊接速度為600mm/min，掃描幅值為1.2mm，掃描頻率100Hz。本實(shí)施例的步驟五中焊接時(shí)電流為2620mA，焊接速度為700mm/min，步驟五中往復(fù)移位焊接的次數(shù)為三次，第一次焊接時(shí)電子束流為150mA，第二次焊接時(shí)電子束流為140mA，第三次焊接時(shí)電子束流為120mA。
[0035]采用本實(shí)施例的方式焊接兩塊CLF-1鋼板生成的焊接件，焊接完成后對(duì)焊縫外觀檢查，背面成型較好，未發(fā)現(xiàn)咬邊、焊瘤等缺陷。采用X射線透照檢查后，在底片上未發(fā)現(xiàn)鏈狀氣孔及裂紋等缺陷。對(duì)焊縫的抗拉強(qiáng)度、彎曲性能及沖擊韌性進(jìn)行測(cè)試，其抗拉強(qiáng)度為633Mpa，沖擊功為285J，彎曲試驗(yàn)合格，對(duì)本實(shí)施例采用的待焊CLF-1鋼板力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，其抗拉強(qiáng)度為602Mpa，屈服強(qiáng)度為445Mpa，斷后伸長(zhǎng)率為23%，斷面收縮率為75%，沖擊功為274J，對(duì)本實(shí)施例生成的焊接件進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，拉伸時(shí)斷于CLF-1鋼板上。如此，本實(shí)施例生成的焊接件的焊縫的抗拉強(qiáng)度大于本實(shí)施例采用的CLF-1鋼板，彎曲性能良好，沖擊韌性優(yōu)于CLF-1鋼板的最低要求。對(duì)本實(shí)施例生成的焊接件的焊縫處通過金相觀察，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)氣孔及裂紋等缺陷，焊后熱處理后焊縫組織呈細(xì)小的板條馬氏體結(jié)構(gòu)，未發(fā)現(xiàn)有害相，能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0036]如上所述，可較好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、將兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面加工平整，然后對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗； 步驟二、將清洗后的兩塊待焊CLF-1鋼板固定，并使兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面接觸，然后放入真空電子束焊機(jī)中待焊； 步驟三、采用聚焦電子束在兩塊待焊CLF-1鋼板的待焊端面上焊接打底預(yù)熱； 步驟四、在焊接打底預(yù)熱后，采用下聚焦圓波電子束對(duì)兩塊待焊CLF-1鋼板之間的焊縫進(jìn)行深溶焊接； 步驟五、采用散焦電子束在焊縫處往復(fù)移位焊接，進(jìn)而對(duì)焊縫進(jìn)行緩冷和對(duì)焊縫表面進(jìn)行修飾性焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，其特征在于，所述步驟一中待焊CLF-1鋼板的待焊端面加工后的粗糙度為1.4?1.8 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，其特征在于，所述步驟一中對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行清洗包括以下步驟:在超聲清洗設(shè)備中使用去離子水對(duì)待焊CLF-1鋼板超聲清洗25?35min，清洗完成后再將待焊CLF-1鋼板置于烘箱中，在140°C?165°C條件下對(duì)待焊CLF-1鋼板烘干I?2h，然后再使用丙酮對(duì)待焊CLF-1鋼板進(jìn)行二次清洗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，其特征在于，所述待焊CLF-1鋼板的固定由焊接工裝進(jìn)行固定，所述焊接工裝接觸待焊CLF-1鋼板的部位與待焊CLF-1鋼板之間設(shè)置有隔熱材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，其特征在于，所述焊接工裝包括底座、支承板、墊塊、壓板及施力螺釘，所述支承板和墊塊均固定于底座上端面，墊塊上端面內(nèi)凹構(gòu)成有凹槽，支承板和壓板的數(shù)量均為兩塊，支承板與底座的連接部位分別靠近底座的左右兩端，墊塊設(shè)于兩塊支承板之間，所述壓板一端連接于支承板上端，其另一端設(shè)于墊塊上方，且兩塊壓板與兩塊支承板一一對(duì)應(yīng)連接；所述施力螺釘?shù)臄?shù)量為兩顆，兩顆施力螺釘分別穿過兩塊壓板且嵌入底座內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，其特征在于，所述步驟三中焊接時(shí)聚焦電流為2340~2380mA，電子束流為70~80mA，焊接速度為550~600mm/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，其特征在于，所述步驟四中焊接時(shí)聚焦電流為2200~2240mA，電子束流為175~180mA，焊接速度為550~600mm/min，掃描幅值為 0.5-1.2mm，掃描頻率 80~100Hz。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任意一項(xiàng)所述的CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，其特征在于，所述步驟五中焊接時(shí)電流為2580~2620mA，電子束流為100~150mA，焊接速度為600~700mm/min0
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的CLF-1鋼厚板電子束焊接工藝，其特征在于，所述步驟五中往復(fù)移位焊接的次數(shù)為三次，第一次焊接時(shí)電子束流為140?150mA，第二次焊接時(shí)電子束流為120?140mA，第三次焊接時(shí)電子束流為100?120mA。
【文檔編號(hào)】B23K101/18GK104439676SQ201410681077
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】陳路, 王澤明, 俞德懷, 王世忠, 李勇, 朱天軍, 陳高詹, 王宇, 陶海燕, 任黎平 申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院