2mm板厚304l真空電子束焊焊接工藝

2mm板厚304l真空電子束焊焊接工藝一、設(shè)計(jì)題目2mm板厚304L二、原始材料1、工件材質(zhì)：304L不銹鋼是一種通用性的不銹鋼材料，它廣泛地用于制作要求良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設(shè)備和機(jī)件。其化學(xué)成分見表1、力學(xué)性能如表2所示。表1304L的化學(xué)成分牌號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）C≤Si≤Mn≤P≤S≤Cr≤Ni≤304L0.031.02.00.0350.0318.0～20.08.0～11.0表2304L的力學(xué)性能屈服強(qiáng)度（N/mm2）抗拉強(qiáng)度延伸率（％）硬度（HB）電阻率（Ω·mm2·m-1）熔點(diǎn)（℃）≥205≥520≥40≤187HB0.731398～14202、母材數(shù)量：2塊3、試件尺寸：300mm×100mm×2mm 4、焊接要求：?jiǎn)蚊婧鸽p面成形三、焊接設(shè)備與工具設(shè)備名稱：真空電子束焊機(jī)（如圖1所示） 圖1真空電子束焊機(jī)設(shè)備型號(hào)：XW150.30制造廠：北京新樣拓展有限公司焊接工具：耐高壓的絕緣手套、絕緣鞋，防護(hù)眼鏡。四、焊前準(zhǔn)備1、結(jié)合面的加工與清理電子束焊接頭屬于無坡口對(duì)接形式，裝配時(shí)力求使零件緊密接觸。電子束焊結(jié)合面經(jīng)機(jī)械加工，其表面粗糙度為10um。工件表面的氧化物、油污應(yīng)用化學(xué)或機(jī)械方法清除。煤油、汽油可用于去除油漬，丙酮是清洗電子槍零件和被焊工件最常用的溶劑。清理完畢后不能再用手后工具觸及接頭區(qū)，以免再次污染。2、焊件裝配焊件裝配時(shí)力求緊密接觸，接縫間隙應(yīng)盡可能小而均勻，并使接合面保持平行。裝配間隙為0.1mm。3、抽真空電子束焊機(jī)的抽真空程序通常自行進(jìn)行，可以保證各種真空機(jī)組和閥門正確地按順序進(jìn)行避免由于人為的誤操作而發(fā)生事故。真空室需經(jīng)常清潔，盡量減少真空室暴露在大氣中的時(shí)間，仔細(xì)清除被焊工件的油污，并按期更換真空泵油，保持真空室的清潔和干燥是保證抽真空速度的重要環(huán)節(jié)。4、焊前預(yù)熱對(duì)需要預(yù)熱的工件，根據(jù)一定的形狀、尺寸及所需要的預(yù)熱溫度，選擇適宜的加熱方法，如氣焊槍，加熱爐、感應(yīng)加熱、紅外線輻射加熱等，在工件裝入真空室前進(jìn)行預(yù)熱。如果工件較小，加熱引起的變形不會(huì)影響工件質(zhì)量是，可在真空室內(nèi)用散焦電子束來進(jìn)行預(yù)熱。五、焊接工藝參數(shù)選擇電子束焊的主要焊接參數(shù)包括加速電壓、電子束電流、焊接速度、聚焦電流和工作距離等。這些參數(shù)直接影響到焊縫的熔深和幾何形狀。1、加速電壓加速電壓是電子束焊接的一個(gè)重要參數(shù)，提高加速電壓可增加焊縫的熔深。在大多數(shù)電子束焊過程中，加速電壓參數(shù)往往不變，但當(dāng)電子槍的工作距離較大或者要求獲得深穿透的平行焊縫時(shí)，應(yīng)提高加速電壓，即選用高壓型設(shè)備，通常電子束焊機(jī)工作在額定電壓下，通過調(diào)節(jié)其他參數(shù)來實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的調(diào)整。2、電子束電流電子束電流與加速電壓一起決定著電子束焊的功率。增大電子束電流值，熱輸入增大，熔深和熔寬都會(huì)增加。電子束焊時(shí)，由于加速電壓基本保持不變，所以為滿足不同的焊接工藝需要，常常要調(diào)整電子束電流值。3焊接速度焊接速度也是電子束焊的主要參數(shù)之一，主要影響焊縫的熔深、熔寬以及熔池的冷卻、凝固等。通常隨著焊接速度的增大，熔寬變窄，熔深減小。利用各種金屬在保證完全熔透焊縫情況下，電子束焊熱輸入、電子束功率、焊接速度與被焊材料、板厚的關(guān)系就可以按被焊材料的種類和焊件厚度，初步確定所需焊接功率，然后在選用的設(shè)備上進(jìn)行試焊修正。此外，還應(yīng)考慮焊縫橫斷面、焊縫外形及防止產(chǎn)生焊縫缺陷等因素，綜合選擇和試驗(yàn)后最終確定實(shí)際使用的焊接參數(shù)。4、聚焦電流電子束聚焦?fàn)顟B(tài)對(duì)焊縫的熔深及其成形影響較大。焦點(diǎn)變小可使焊縫變窄，熔深增加。根據(jù)被焊材料的焊接速度、接頭間隙等決定聚焦位置，進(jìn)而確定電子束斑點(diǎn)大小。薄板焊接時(shí)應(yīng)使聚焦位于工件表面。當(dāng)被焊工件厚度大于10mm時(shí)，通常采用下焦點(diǎn)焊，即焦點(diǎn)處于焊件表面的下部，且焦點(diǎn)在焊縫熔深的30％處。厚板焊接時(shí)，應(yīng)使焦點(diǎn)位于工件表面以下0.5～0.75mm的熔深處。5、工作距離工作距離應(yīng)在設(shè)備最佳范圍內(nèi)。工作距離變小是，電子束斑點(diǎn)直徑變小，電子束的壓縮比增大，是電子束斑點(diǎn)直徑變小，增加了電子束功率密度。但工作距離過小會(huì)使過多打的金屬蒸汽進(jìn)入槍體中造成放電現(xiàn)象，因而在不影響電子槍穩(wěn)定工作的前提下，可以采用可能短的工作距離。表3為不銹鋼電子束焊的焊接參數(shù)。表3不銹鋼電子束焊的焊接參數(shù)材質(zhì)板厚/mm加速電壓/kV電子束電流/mA焊接速度/(cm·min-1)不銹鋼2.05517177六、安全與防護(hù)1、防止高壓電擊措施（1）高壓電源和電子槍應(yīng)保證有足夠的絕緣，絕緣試驗(yàn)電壓應(yīng)為額定電壓的1.5倍。（2）設(shè)備應(yīng)裝備專用地線，外殼用截面積大于12mm2的粗銅線接地，保證接地練好，接地電阻應(yīng)小于3Ω。（3）更換陰極組件或維修時(shí)，應(yīng)切斷高壓電源，并用接地良好的放電棒接觸準(zhǔn)備的零件或血藥維修的地方，以防電擊。（4）電子束焊機(jī)應(yīng)安裝電壓報(bào)警或其他電子聯(lián)動(dòng)裝置，以便在出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)斷電。（5）操作時(shí)應(yīng)帶耐高壓的絕緣手套、穿絕緣鞋，無論是高壓或是低壓電子束系統(tǒng)都使用鉛玻璃窗口。焊機(jī)則安裝在用高密度混凝土建造的X射線屏蔽室內(nèi)。2、X射線的防護(hù)（1）對(duì)于加速電壓低于60kV的電子束焊機(jī)，真空室采用足夠厚度的鋼板就可以了。（2）電子束焊機(jī)在高電壓下運(yùn)行，觀察窗應(yīng)選用足夠厚度的鉛玻璃。（3）工作場(chǎng)所的面積一般不應(yīng)小于40m2,高度不小于3.5m。（4）采用抽氣裝置將真空室排