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)性能屈服強度（N/mm2）抗拉強度延伸率（％）硬度（HB）電阻率（Ω·mm2·m-1）熔點（℃）≥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：單面焊雙面成形三、焊接設(shè)備與工具設(shè)備名稱：真空電子束焊機（如圖1所示） 圖1真空電子束焊機設(shè)備型號：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接形式，裝配時力求使零件緊密接觸。電子束焊結(jié)合面經(jīng)機械加工，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、抽真空電子束焊機的抽真空程序通常自行進行，可以保證各種真空機組和閥門正確地按順序進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間，仔細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行預(yù)熱。如果工件較小，加熱引起的變形不會影響工件質(zhì)量是，可在真空室內(nèi)用散焦電子束來進行預(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，應(yīng)提高加速電壓，即選用高壓型設(shè)備，通常電子束焊機工作在額定電壓下，通過調(diào)節(jié)其他參數(shù)來實現(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，熔深和熔寬都會增加。電子束焊時，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，綜合選擇和試驗后最終確定實際使用的焊接參數(shù)。4、聚焦電流電子束聚焦?fàn)顟B(tài)對焊縫的熔深及其成形影響較大。焦點變小可使焊縫變窄，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，進而確定電子束斑點大小。薄板焊接時應(yīng)使聚焦位于工件表面。當(dāng)被焊工件厚度大于10mm時，通常采用下焦點焊，即焦點處于焊件表面的下部，且焦點在焊縫熔深的30％處。厚板焊接時，應(yīng)使焦點位于工件表面以下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，電子束斑點直徑變小，電子束的壓縮比增大，是電子束斑點直徑變小，增加了電子束功率密度。但工作距離過小會使過多打的金屬蒸汽進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，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）電子束焊機應(yīng)安裝電壓報警或其他電子聯(lián)動裝置，以便在出現(xiàn)故障時自動斷電。（5）操作時應(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（1）對于加速電壓低于60kV的電子束焊機，真空室采用足夠厚度的鋼板就可以了。（2）電子束焊機在高電壓下運行，觀察窗應(yīng)選用足夠厚度的鉛玻璃。（3）工作場所的面積一般不應(yīng)小于40m2,高度不小于3.5m。（4）采用抽氣裝置將真空室排