電子束焊接焊接質(zhì)量不良報(bào)告

1、電子束焊接工位焊接質(zhì)量不良報(bào)告一、電子束焊焊接質(zhì)量不良的基本情況電子束焊接工位焊接時(shí)，有較多ng不合格品出現(xiàn),即電子束焊接后產(chǎn)生焊縫探傷值超差，大于技術(shù)要求的0-12%，同時(shí)焊縫上產(chǎn)生飛濺較多。對(duì)探傷值超差的工件焊縫進(jìn)行切割檢查發(fā)現(xiàn)焊縫深度不夠，焊接偏心，偏寬，影響焊接強(qiáng)度；焊縫周圍產(chǎn)生的飛濺，有的在后續(xù)的熱處理工序中很難去除，該問題對(duì)后工序加工、定位以及裝配有直接的影響，同時(shí)在熱后磨削加工中容易造成與砂輪干涉，飛濺容易在開始磨削接觸時(shí)打壞砂輪，存在較嚴(yán)重的安全隱患，為了搞清楚不合格品產(chǎn)生的原因，從影響產(chǎn)品質(zhì)量的各個(gè)因素著手進(jìn)行了調(diào)查和對(duì)操作者作業(yè)前、中、后的行為規(guī)范進(jìn)行了觀察，通過全面調(diào)查、

2、分析、試驗(yàn)，并予以解決，較好地解決了這一質(zhì)量問題。二、電子束焊簡介電子束焊接與普通的焊接原理存在較大的差異，它是通過電子槍產(chǎn)生電子束聚焦成束使工件結(jié)合處表面的金屬熔化而連接在一起，焊接位置非常精確。電子束通過無數(shù)的電子的復(fù)合作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的局部加熱，每一個(gè)電子本身都各自穿透很短的距離，并以熱的形式釋放出它的能量，從而熔化材料。電子束有四個(gè)基本參數(shù)加速電壓，電子束焦點(diǎn)，焊接速度和電子束電流。通過對(duì)所有的焊接參數(shù)采用高靈敏度閉環(huán)回路，如伺服控制系統(tǒng)就能高質(zhì)量的控制熔深。真空工作室提供了高質(zhì)量的焊接環(huán)境，避免了雜質(zhì)和污染。電子束焊可以有很高的焊接速度，而且一般不需要填充金屬，焊劑或保護(hù)氣體。電子束的

3、線能量小，因此大大減小了焊接變形和收縮，可以焊接精加工后的工件。電子束焊一般在高真空（壓強(qiáng)為3*10-5torr或更低以下）中進(jìn)行，但也能在低真空（0.13-13torr）或者大氣壓中進(jìn)行，但隨著氣體壓強(qiáng)的增高，熔深和深寬比都將縮小。根據(jù)電子束焊的原理可知,電子束焊幾乎可以焊接任何金屬。電子束焊機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（見下圖）1.電子槍為陰極方式，電子束焊機(jī)為電子沖擊棒狀陰極，最大電子束加速電壓60kv，額定電子束功率6kw，電子束電流5-100ma，2.聚束極 對(duì)電子束進(jìn)行聚束，使之成為電子細(xì)束。3、陽極 在電子束加速電壓65kv作用下，電子束飛向陽極加熱、熔化工件。4、光學(xué)觀察系統(tǒng) 可以觀察電子束焊

4、的情況。5、聚焦磁透鏡 對(duì)發(fā)散的電子束進(jìn)行聚焦，收束聚焦焦點(diǎn)距離120-350mm。6、偏轉(zhuǎn)磁透鏡 偏向聚焦偏向角8，可以調(diào)整偏向角度。7、焊接工件 8、電子槍室真空系統(tǒng) 由兩臺(tái)渦輪分子泵和一臺(tái)渦輪泵組成，排氣速度分別為190c/min，390c/min，抽真空時(shí)，可以使電子槍室真空度達(dá)到6*10-5torr或更高。9、焊室真空系統(tǒng) 加工室為焊接工件的場所，條件為真空環(huán)境，由兩臺(tái)羅茨泵和兩臺(tái)渦輪泵組成，加工室內(nèi)真空可達(dá)到8*10-2torr。 10、隔離閥 將電子槍室真空系統(tǒng)和焊室真空系統(tǒng)隔離。 三、焊縫探傷值超差，焊縫上產(chǎn)生飛濺的原因分析齒輪結(jié)構(gòu)分為接合齒和大齒兩部分，通常有三種連接方式，一

5、是當(dāng)接合齒與大齒間的間隙在3-4mm以上，留有推刀槽的空間，可以在同一材料上加工出接合齒和大齒；二是間隙很小齒輪總成接合齒與大齒間的間隙很小，先分別加工出大齒和接合齒兩個(gè)工件，然后將接合齒和大齒通過電子束焊接或花鍵連接起來。而msb二檔齒輪的大齒和接合齒是通過電子束焊接方式連接。造成焊縫探傷值超差，焊縫偏心、偏寬和飛濺的主要原因分析如下：（1） 陰極老化，產(chǎn)生的陰極電流不穩(wěn)定當(dāng)陰極使用時(shí)間較長后，逐步老化發(fā)生陰極電流不穩(wěn)定，棒狀陰極偏心，電子束聚焦不良，能量不集中，工件受熱區(qū)域大，不能有效的熔解結(jié)合處的金屬，使焊接產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，有的焊縫深度不足，有的可能焊縫偏心，偏寬，這些在超聲波探傷時(shí)表現(xiàn)

6、為探傷值超差。（2） 工序不良品流入本工序機(jī)加的齒輪與接合子配合間隙過大，電子束焊接前的加熱壓入時(shí)沒有達(dá)到過盈配合，有松動(dòng)，操作者從壓機(jī)上移到焊接夾具的過程中使齒輪與接合齒移位而偏離中心線，造成焊縫偏移或部份地方?jīng)]有焊到，如圖1所示。齒的結(jié)合外表面結(jié)合齒內(nèi)表面圖1：齒輪大齒與接合齒錯(cuò)位（3）夾具清潔不良，有異物電子束焊接過程中，產(chǎn)生直徑為1.2mm左右的金屬小球，這些小球附著在夾具上，造成工件裝夾不到位，焊接接合面與水平面不垂直，有一定傾角，導(dǎo)致焊縫不在電子束聚焦的最佳位置。而電子槍產(chǎn)生的電子束是垂直于水平方向，從齒輪和接合子的接合處射入加熱，工件放置傾斜后，使焊縫偏移，局部位置漏焊、焊縫深度

7、不足。（4）工件清洗不干凈，有水分、油污齒輪電子束焊接的基本過程為：裝夾工件工作臺(tái)上升抽真空三點(diǎn)定位焊接（電子束局部加熱接合子和齒輪的接合部位的金屬，使之熔化而接合在一起）509連續(xù)焊接進(jìn)氣工作臺(tái)下降取出工件。當(dāng)工件清洗不干凈，有水分、油污或操作者手套不干凈造成二次污染工件，電子束加熱，工件溫度升高使水分、油污汽化從焊縫中擴(kuò)散出來，造成熔化的金屬產(chǎn)生氣泡，造成焊縫出現(xiàn)凹凸不平或產(chǎn)生氣孔，形成飛濺；同時(shí)當(dāng)工件上附著的切削液在受高溫后分解，產(chǎn)生的氣體或帶電離子影響電子束的聚焦和改變方向，情況嚴(yán)重時(shí)使焊接室的壓力明顯增大，使真空度達(dá)不到要求而自動(dòng)停機(jī)，造成焊接不完整，焊縫偏移、焊縫深度不足等許多質(zhì)量

8、問題，而且還將降低電子槍的使用壽命。因此工件清洗不干凈，有水分、油污是產(chǎn)生飛濺、氣孔及焊縫深度等質(zhì)量問題的最主要原因。四、產(chǎn)生問題的主要原因通過以上對(duì)造成齒輪焊縫探傷值超差、產(chǎn)生飛濺的原因的分析，認(rèn)為焊接前工件清洗不良，有殘留水分和油污是造成焊縫探傷值超差的主要原因，電子槍陰極老化、焊接電流電壓不穩(wěn)、造成的電子束聚焦不良和結(jié)合子與大齒間配合不良是造成焊縫探傷值超差的次要原因；而焊接前工件清洗不良，有殘留水分和油污是產(chǎn)生飛濺直接原因，歸納如下表。表1：影響 齒輪焊縫探傷值超差、產(chǎn)生飛濺的原因序號(hào)焊縫探傷值超差、產(chǎn)生飛濺的原因具體影響備注1夾具清潔不良，有異物焊縫偏移，存在漏焊，探傷超差重要原因2

9、陰極老化，陰極電流不穩(wěn)定，電子束聚焦不良焊縫深度不足，探傷超差重要原因3前工序不良品流入本工序焊縫間隙大，焊縫偏移，探傷超差存在可能性4工件清洗不干凈，有水分、油污容易產(chǎn)生飛濺，焊縫深度不足，探傷超差主要原因五、對(duì)策措施針對(duì)齒輪焊縫探傷值超差、產(chǎn)生飛濺產(chǎn)生原因的調(diào)查分析，并與工藝技術(shù)人員一起討論，制定了如表2的對(duì)策措施：表2： 齒輪焊縫探傷值超差、產(chǎn)生飛濺的對(duì)策措施六、對(duì)策措施的實(shí)施驗(yàn)證1、 校檢探傷機(jī)的檢查精度反復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)測試塊檢查超聲波探傷值，同時(shí)清除探傷液中的異物，保證超聲波在探傷液中傳播、反射正常，檢測情況如下表：表3：探傷機(jī)檢測精度校檢情況：上述檢測結(jié)果表明探傷機(jī)的檢測精度能夠達(dá)到技術(shù)

10、要求，2、 檢查電子束焊接機(jī)電子束聚焦效果用熱前機(jī)加的齒輪及結(jié)合齒廢件作試驗(yàn)，首先將產(chǎn)生電子束的陰極電流調(diào)整為20ma，電子槍轉(zhuǎn)動(dòng)角度設(shè)置為每120發(fā)射一次電子束，長度約為10，這樣產(chǎn)生的電子束很細(xì)，能量很小，能夠清楚地觀察出電子束線是否與結(jié)合子、大齒的結(jié)合處重合。結(jié)合齒內(nèi)表面齒的結(jié)合外表面調(diào)整前焊縫向外偏移圖3 ：調(diào)整前焊縫情況齒的結(jié)合外表面結(jié)合齒內(nèi)表面從檢查的結(jié)果看，電子束與結(jié)合縫隙沒有完全同心和重合，電子槍的移動(dòng)半徑偏大，檢查發(fā)現(xiàn)焊縫向外偏移了約0.3mm，需要將電子槍的移動(dòng)半徑減小0.3mm，調(diào)整過后，電子束與結(jié)合縫隙基本同心和重合。通過這一調(diào)整，解決了焊縫不同心問題。調(diào)整后焊縫已經(jīng)同

11、心圖3 ：調(diào)整前焊縫情況將焊接電流恢復(fù)到正常值、電子槍轉(zhuǎn)動(dòng)角度恢復(fù)到正常工藝范圍，用前面試驗(yàn)的廢件齒輪和結(jié)合子試焊工件進(jìn)行切割檢查焊縫偏移情況，焊縫偏心約0.10mm，在比較好的范圍內(nèi)（合格范圍0.3mm）。3、 檢查結(jié)果上述焊接的廢件進(jìn)行切割檢查的結(jié)果如下表所示：表4：焊縫深度檢查情況4、清洗工件殘留水分模擬試驗(yàn)用清洗后殘留水分、油污的廢件進(jìn)行焊接試驗(yàn)，與正常清洗質(zhì)量較好的工件比較，探傷值不穩(wěn)定，存在探傷缺陷比例明顯增加，在焊縫上產(chǎn)生飛濺和凹凸不平質(zhì)量問題，清洗質(zhì)量在生產(chǎn)中必須嚴(yán)格控制。同工藝技術(shù)人員討論，修改作業(yè)指導(dǎo)書，規(guī)定清洗液每周必須更換一次，每天早上對(duì)清洗液進(jìn)行檢查，并將清洗液樣品置于清洗液管理臺(tái)上。5對(duì)操作者進(jìn)行操作培訓(xùn)，使其嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書上的要求進(jìn)行操作，尤其是夾具一定要清潔干凈，防止焊縫偏心的情況出現(xiàn)。對(duì)于焊接產(chǎn)生的飛濺要用小砂輪仔細(xì)打磨干凈，防止流入下工序。七、效果按照整改措施實(shí)施后，齒輪電子束焊接質(zhì)量問題得到較好解決，焊縫質(zhì)量（偏心、深度、寬度、高度）得到比較明顯的改善，同時(shí)對(duì)焊接飛濺等表面質(zhì)量問題也得到了有效