浙江至德(de)鋼業(ye)有限公司動力艙段殼體(ti)的(de)電子(zi)束焊接工藝流程如(ru)下:
1. 動力(li)艙段殼體
動力艙段殼體是由前連接環、筒體、后連接環、4根加強肋和6個固定片共5種13個零件組成,為焊接構件,其結構如圖4-24所示。筒體與前連接環為對接焊縫,筒體與加強肋、固定片采用14條搭接焊縫,焊縫總長約為3000mm。材質為時效不銹鋼。

2. 時效(xiao)不(bu)銹鋼焊(han)接性分析
時(shi)效(xiao)不銹(xiu)鋼(gang)在固溶狀態下得到馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi),由于(yu)(yu)這是一種超低碳的(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti),其硬(ying)度低、塑性(xing)好,這就避(bi)免了焊(han)(han)接裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)形成,因(yin)此焊(han)(han)接性(xing)能良好,且焊(han)(han)前無需預熱,焊(han)(han)后(hou)也(ye)不要(yao)緩(huan)冷。但(dan)焊(han)(han)接時(shi),在時(shi)效(xiao)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)熱影響區中會(hui)出現一個(ge)軟(ruan)化區域(yu),組(zu)(zu)織(zhi)結構為(wei)(wei)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)和逆轉(zhuan)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti),即(ji)在馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)上分布彌散的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi),而(er)且奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)數(shu)量(liang)會(hui)隨焊(han)(han)接熱輸(shu)入(ru)的(de)(de)(de)(de)增大(da)而(er)增加。由于(yu)(yu)這些奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)不能經過隨后(hou)的(de)(de)(de)(de)時(shi)效(xiao)而(er)硬(ying)化,故表現出強(qiang)度低、硬(ying)度低的(de)(de)(de)(de)特點。因(yin)此,時(shi)效(xiao)不銹(xiu)鋼(gang)在用熔(rong)焊(han)(han)方法焊(han)(han)接時(shi)必須嚴格限制(zhi)熱輸(shu)人,采用電(dian)子束焊(han)(han)接方法最為(wei)(wei)合適。
3. 焊接技(ji)術難(nan)點(dian)和工(gong)藝措施
動力(li)艙(cang)段殼(ke)體(ti)(ti)是一個筒(tong)形薄壁(bi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)件,其剛度(du)差、易變形、工藝(yi)(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能不好。筒(tong)體(ti)(ti)是通過旋(xuan)壓(ya)、碾展而成,冷作硬(ying)化現象(xiang)十分嚴(yan)重,存在(zai)較大(da)的(de)(de)(de)(de)內(nei)應力(li)。在(zai)筒(tong)身的(de)(de)(de)(de)同一截面上平(ping)行存在(zai)8條非(fei)穿(chuan)透性(xing)(xing)(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(搭接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)),筒(tong)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)兩端(duan)還要(yao)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)兩條環形對接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)總(zong)長(chang)度(du)達(da)3000mm之多(duo),在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)過程(cheng)中不可(ke)避(bi)免地產生收縮變形,可(ke)以想像在(zai)整個殼(ke)體(ti)(ti)存在(zai)著很(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)內(nei)應力(li),要(yao)保證殼(ke)體(ti)(ti)圓周(zhou)和長(chang)軸方向(xiang)的(de)(de)(de)(de)精度(du)有一定難度(du)。同時,對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)質量也有嚴(yan)格(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求:穿(chuan)透性(xing)(xing)(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)對接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)要(yao)達(da)到航(hang)天部標準I級焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng);非(fei)穿(chuan)透性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)搭接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)定為航(hang)天部標準II級焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)。為此,提出了嚴(yan)格(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)工藝(yi)(yi)措施,要(yao)求設計(ji)出必(bi)要(yao)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)夾具(ju)(ju)來保證動力(li)艙(cang)段殼(ke)體(ti)(ti)各零件的(de)(de)(de)(de)裝配精度(du)和焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)夾具(ju)(ju)要(yao)求結構(gou)簡單,裝卸方便,定位可(ke)靠,加(jia)工容易,成本較低;保證焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)、連續性(xing)(xing)(xing)(xing)和電(dian)子束的(de)(de)(de)(de)可(ke)達(da)性(xing)(xing)(xing)(xing)、操作的(de)(de)(de)(de)可(ke)視性(xing)(xing)(xing)(xing);精度(du)公差范(fan)圍為焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)零件焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)后尺寸精度(du)公差范(fan)圍的(de)(de)(de)(de)1/3。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)夾具(ju)(ju)由不銹鋼材質制造,本身要(yao)無剩磁。一共設計(ji)出三套:前后連接(jie)(jie)(jie)(jie)環焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)夾具(ju)(ju);加(jia)強肋焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)夾具(ju)(ju);固定片(pian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)夾具(ju)(ju)。
采取(qu)上述措施,使這種筒(tong)形、薄(bo)壁結構(gou)件在焊(han)接(jie)過程所產生的變形量(liang)得(de)到了較好的控制。
4. 焊接工藝(yi)
a. 焊前(qian)準(zhun)備
要(yao)(yao)嚴格打磨消除各(ge)焊接零部件及(ji)(ji)焊接夾(jia)(jia)具上的油污、銹蝕及(ji)(ji)氧化皮(pi)等。要(yao)(yao)把(ba)零件內(nei)外表面用丙酮或無水酒精清洗(xi)干凈,同時(shi)要(yao)(yao)清洗(xi)焊接夾(jia)(jia)具,還要(yao)(yao)去除各(ge)零件上剩磁,使其磁感應強度不大于2x10-5T。
b. 裝(zhuang)配精(jing)度(du)
對接(jie)邊錯(cuo)位量≤0.1mm,接(jie)縫間(jian)隙(xi)≤0.05mm,加強肋(lei)和(he)固定片與筒體之間(jian)的(de)間(jian)隙(xi)應(ying)控制在0.03mm之內,達(da)到此要(yao)求(qiu)后(hou)方可裝配到焊(han)機(ji)的(de)焊(han)接(jie)轉臺上,準備施焊(han)。
5. 焊接(jie)參(can)數(shu)
分(fen)別在3лУ-K1中壓(ya)電子(zi)束焊機和(he)ZD150-15A高壓(ya)電子(zi)束焊機上施焊,焊接參數見表4-60。
注:定位焊時,圓周方向共8個點,對稱定位,點距30mm;封焊時,焊透深度為(1/5~1/4)壁厚;焊接時工作室真空度為3×10-2Pa。

6. 焊接質量檢驗(yan)
所(suo)有(you)環(huan)形焊(han)(han)縫(feng)外觀(guan)均勻,過渡平滑,焊(han)(han)縫(feng)寬窄一致,成(cheng)形美觀(guan),正面(mian)余高≤0.4mm,背(bei)面(mian)余高+錯(cuo)位量≤0.5mm。X射線檢(jian)測結(jie)果(guo)表明,所(suo)有(you)環(huan)形焊(han)(han)縫(feng)均達(da)到了(le)航天部(bu)標準I級的設(she)計要求。
加(jia)強肋(lei)焊縫和固定片焊縫見表(biao)4-61,均達到了航天(tian)部標準II級所規定的外觀和內部質量(liang)要求。
隨產(chan)品焊接(jie)(jie)(jie)的環形焊縫接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的試板進行了力學性能考(kao)核,焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的強度不小于母(mu)材強度的90%,滿(man)足(zu)設計圖(tu)樣要求(qiu)。


