CVE焊接机技师培训

CVE电子束焊接机技师培训TurboChinaOperationNingboDanaSunManufacturingEngineering2014-8-22目录焊接机基本构造常见设备故障排除及保养电子束焊接简介电子束基础知识电子束焊接原理毛坯的选择焊接外观检测标准及缺陷分析焊接金相标准及缺陷分析焊接力学测试标准及缺陷分析焊接光学测量标准及缺陷分析电子枪基本构造真空工作室基本构造焊接标准及缺陷分析常见设备故障及排除方案设备日常保养及注意事项电子束基础知识什么是电子束在凝聚态（固态或液态）的各类物质表面附近，表面电子由于受一定的力场作用，不能脱离固体表面，或者说，存在一个表面势垒约束电子当固体（阴极）受热时，其内部的电子体系温度升高后，有一部分电子就会克服表面势垒逃逸施加外加电场后，逃逸出的电子会在枪内形成电子束逸出受约束的电子成为电子束定义：带负电荷的粒子束电子束物理现象电子束在外加磁场中的运动

—属于几何电子光学范畴，主要研究电子的质点动力学问题，存在聚焦、成像、偏转及色散等现象电子束的不稳定及辐射现象—作为大量带电粒子运动系统，电子束具有固定的振动及波动现象，并在一定条件下发生自发的电磁辐射

—由于无法避免，所以只能防护电子束焊接原理什么是电子束焊接电子束焊接的优点1.高能量的电子束，束流直径小，可形成深而窄的穿透焊缝2.高度聚焦的电子束流，所需输入能量低，但功率密度极高，因此加热集中，热效率高，可焊接一般焊接方法难操作的特种难溶金属、热敏性高的金属及异种金属材料3.参数被精确控制，重复性及稳定性好，因此焊接处产品质量高4.因为是在真空下焊接的，排除了大气中的有害气体（氢和氧）对融化金属的影响，提高焊接的纯净度5.

焊接过程中，能量可调节，焊接材料厚度可从0.05至300mm，因此不用开坡口，一次焊接成功6.焊接速度快，工件的热变形小，热影响区窄定义：极致密的电子束流打到被焊金属的焊缝上，大部分动能转化为热能，使其加热，融化金属形成焊缝实现焊接电子束焊接的缺点1.结构复杂，控制精度高，因此成本高，不易推广2.由于电子束焊接焊斑小，因此焊缝对准稍有偏差就会偏离焊接区域3.焊接件的尺寸受真空室大小的限制，且每次安装焊接件都需重新抽真空，影响焊接效率4.焊接电子束受磁场干扰，因此所选取的工装不能使用磁性材料电子束焊接的应用适用于焊接难熔金属、活泼金属和高纯度金属适用普通焊接方法无法焊接的异种金属材料.可焊接经淬火或加工硬化过的金属材料.A

CB

由于焊接热影响区小，可焊接紧靠热敏感性材料的零件.D

可对已经精加工到最后的零件进行焊接E

由于电子束可射出行程大，可对其他焊接方法无法焊接到的部位进行焊接高速旋转焊接，故非真空要求的焊接机焊接效率高G

F

电子枪基本构造电子束焊接机分类电子束焊接机分为3种：—高真空电子束焊机工作室工作压力可保持在1.33E10-1~1.33E10-4Pa范围内，电子枪及真空室可共用或单独抽真空，加速电压一般为15~175KV，工作距离大，穿透力强，焊接成分纯净，适用范围广

—低真空电子束焊机

工作室压力可保持在13.3~1,33Pa，电子枪为1.33E10-3，电子束从电子枪进入工作室时由气阻引出，各用一套独立真空机组，加速电压一般为40KV~150KV，电子束有一定的散射，故穿透力及工作距离缩短，但是抽真空周期短

—非真空电子束焊机

可在正常大气压下生产，电子束引出需要有专用引出装置，工件需要惰性气体保护焊接，加速电压一般为150KV~175KV，为减少散热，焊接距离一般为10mm，一般用来焊接大型零件，如导弹壳体等电子枪基本构造阳极及偏压监控电子束正常工作的前提正常工作的前提高压合轴真空灯丝电子枪真空度保证在10E-5mBar因为真空度的要求，所以同时保证了密封件有效工作高压必须保证为60KV，低于60KV会对电子束的发射行程

及穿透力造成影响连续升高压4次没有成功，需要联系工程师检查高压系统灯丝不破损灯丝安装高度直接影响焊接产品质量保证阳极带电量小于7uA保证电子束运行通道对心，避免因为不对心导致能量衰减阳极在非必要条件下不允许拆卸真空不良密封件判断

电子枪以V5阀分电子枪及真空工作室两部分：1、单抽电子枪真空不成功，同时抽工作室真空电子枪真空不成功，则为真空室一侧密封有问题2、反之，则V5阀密封有问题3、电子枪真空OK，单抽真空工作室真空不成功，则为工作室密封有问题V5阀灯丝安装高度对焊接的影响灯丝安装基座、表面压头及高度检具需保证无异物、油污，压头需要压到底合轴第一步第二步第三步真空工作室基本构造上顶头下压气孔上升气孔零件上压头及弹簧夹头压头夹具本体以零件外圆定位，抱紧轮子以轴安装浮动轴承轴颈及端面轴承端面定位夹具本体安装精度弹簧夹头安装精度要求轴适配器安装精度要求传动机构导向杆及轴承必须保持清洁，定期更换油脂限位传感器齿轮齿间保证无异物，传动有异常，需在保证此机构锁定的前提下检查侧边安全门侧边安全门连接工作室，在需要维护顶头或检查工件旋转时务必将右图“AUTOPUMP”关闭毛坯的选择什么样的轮子是好的轮子BW标准中有规定毛坯的外观要求，如右图，除此之外，我们还要检查：1、毛坯焊接面是否平整，是否有毛刺2、外观干燥、清洁，3、叶片上是否有多料且超出1mm4、跳动检测面是否有多料或不平整5、零件外观是否有异常颜色6、焊接面与跳动检测面距离是否在公差范围内什么样的轴是好的轴焊接面禁止生锈、毛糙、异物残留或磕碰，无水渍，外观干燥、清洁，无残留306清洗液轴上禁止生锈、磕碰、划伤及其他异物残留螺纹禁止磕碰、生锈毛坯对焊接的影响毛坯的影响焊接面应尽量贴合，否则易造成焊缝偏移焊接面需保持清洁，否则易形成焊接缺陷，且焊渣会较多，真空降低焊接面不可太毛糙，否则会造成气体无法逃逸，形成气孔等缺陷焊接外观检测标准及缺陷分析外观检测标准形成原因检查项目旋转阻碍1、顶头旋转是否有阻碍2、夹具体轴承或皮带是否异常3、传动机构是否正常传动1、焊接位置异常2、工件未驱动1、检查焊接位置是否设置正确2、检查上一步操作是否有异常，没有驱动工件3、检查联动机构是否异常1、焊接面不清洁2、材料异常1、检查焊接面是否光整，是否清洁2、联系工程师判断1、轴表面不清洁2、焊接电流过大3、真空度不够4、工装异常1、重新清洗轴，保证使用干净清洗液，手不要接触此位置2、检查电流大原因3、检查真空4、更换不同结构工装外观检测标准焊接面不清洁1、检查焊接面是否光整，是否清洁1、只执行了预焊接2、焊接异常1、检查上一步焊接操作是否异常2、检查是否程序未完全运行3、检查灯丝是否突然爆掉有磁性1、检查毛坯是否有磁性2、检查工装是否有磁性焊接金相标准及缺陷分析正确的焊接熔深及材料分析轮子材料：K418奥氏体（γ相+γ’）+碳化物（MC）熔接区：K418与42CrMo混合材料，γ’相减少，MC基本消失，故硬度低于母材热影响区：材料为马氏体材料，硬度显著升高，是迅速冷却后得到的亚稳定相，应力大，是零件变形及开裂的主要原因轴材料：42CrMo，中碳钢硬度曲线最大硬度不可超过800HV超过此数值，需检查是否冷却时间过快及是否需要回火焊接熔深焊接位置过高焊接位置过低焊接熔深太多焊接熔深太少需要抬高工件需要降低工件需要减少电流，当降低电流会导致长度超上差时，使用散焦，不改变焊接电流需要增加电流，当增加电流会导致长度低下差时，检查焦点是否可更集中，或毛坯裂纹微裂纹不允许超过1mm^2超过此值需检查冷却速度孔洞超过一定尺寸，不允许超过一定尺寸，不允许允许孔洞分两种：气孔及真空孔气孔形成主要因为：焊接时熔池中气体来不及逸出真空孔：易形成在尖端，是材料在根部未焊透导致解决办法：保持零件焊接面清洁，比较严重时可适当减小电流上升速度焊接力学测试标准及缺陷分析拉伸焊接后焊接接头抗拉强度要求大于母体材料，故抗拉强度要求大于760MPa抗拉强度不够原因：焊接区域材料没有熔进去，或者虽然熔进去了但是有大面积的孔洞等缺陷，此时应检查产生缺陷的原因或保证熔接深度扭矩扭矩的获得：扭矩不够原因：焊接区域材料没有熔进去，或者虽然熔进去了但是有大面积的孔洞等缺陷，此时应检查产生缺陷的原因或保证熔接深度焊接光学测量标准及缺陷分析焊接长度焊接长度超上差原因：轮子或轴焊接高度低高（更改毛坯尺寸）缩短量小（可控范围内增加焊接电流从而加大缩短量）焊接长度超下差原因：轮子或轴焊接高度低（更改毛坯尺寸）缩短量偏大（降低焊接电流从而减小缩短量）测量误差（检查测量程序）端面跳动端面跳动超差原因：毛坯端跳或平面度超差（检查毛坯图纸中规定的尺寸）端面定位异常（检查顶头有无磨损，检查轴端面定位片有无磨损）变形量过大（检查使用焊接电流是否过大，检查使用预焊接到焊接电流过渡是否相差太大）变形量不均匀（检查零件及工装是否有磁性，检查灯丝是否有异常）夹具基体端面跳动异常（检查夹具基体端面跳动）圆跳动圆跳动超差的原因：毛坯轮子外圆与小头锥面不同心（检查毛坯）弹簧夹头没有完全抱紧轮子（打开侧边门，检查顶头与夹具基体是否同步运转）轴适配器定位不好（按图纸检查轴适配器跳动）夹具基体圆跳动不好（检查夹具基体定位面圆跳动）常见设备故障及排除办法报错信息日常设备保养及注意事项日常保养及注意事项日常注意密封件与传动件的保养，避免焊渣及其他异物落入割伤在做保养时同时要保证单人操作