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標題: 看圖說話——淺析真空電子束焊接的應(yīng)用（三） [打印本頁]
作者: 淺藍色    時間: 2014-4-2 21:56
標題: 看圖說話——淺析真空電子束焊接的應(yīng)用（三）
鑒于第一次的帖子的后面的一部分發(fā)的不成功，好多朋友沒有看見，于是就單獨的摘錄出來，接著第一篇的寫。  \$ _' n2 f0 B$ F+ J+ J. [" M
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看圖說話——淺析真空電子束焊接的應(yīng)用3 ]9 |) o  M2 o; V1 A( W
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看圖說話——淺析真空電子束焊接的應(yīng)用（二）
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! u* x3 I4 I1 j- E% k' u" K0 c十四問：鋁合金的焊接性怎么樣？5 U; H7 O- ~( M# Z" w
答：鋁合金是一類非常常用的材料，在很多的領(lǐng)域應(yīng)用的非常廣泛，尤其在航空航天領(lǐng)域，大量使用的除了鈦合金就是各種材料的鋁合金了，我平時接觸比較多的是防銹鋁系列，從LF5，LF6到LF21等都接觸的比較多。鋁合金材料給人的感覺便是不同牌號的鋁合金的焊接差異非常之大。而且我所焊接的深度從0.5mm到50mm都不等，各種尺寸，各種接頭的都用。下面給大家上幾張圖，一起分析一下。
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" V6 ~0 r  N( m. n7 |' `: E圖二十四到二十八為防銹鋁LF5的焊接，焊接的深度在5mm左右，這個鋁盒子的焊接有三條焊縫，從圖上很清晰的看到，這個焊縫比較困難的一點便是它都不是普通的對接的焊縫，嚴格意義上來說這些都是角接的焊縫。
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對于一般的電子束焊接的來說，有兩個方法可以實現(xiàn)這個的焊接，一是采用采用束流靜態(tài)偏轉(zhuǎn)功能，二是通過軸的偏轉(zhuǎn)一定的角度，使得束流可以直接到達焊縫。以上的焊縫都是采用第二種方法來實現(xiàn)，實現(xiàn)在真空室外面調(diào)整到一定的角度，然后提前做好工藝參數(shù)之后再進行焊接。
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對于鋁合金的焊接的最重要的一點就是焊前的清理工作非常，非常，非常的重要。本身對于鋁合金來說，對于一般的焊接方法就是比較困難的，焊接的時候產(chǎn)生的缺陷比較多，尤其是氣孔，裂紋了。而且鋁合金表面有一層非常難處理的氧化膜。對于防銹鋁一樣也要處理這個東西，雖然真空電子束焊接是在真空下進行焊接，已經(jīng)把氣孔的可能性排除到最小了，但是本身的氧化膜不清理干凈的話，仍然會產(chǎn)生氣孔等缺陷。  M2 Q* W, g6 u+ p8 E2 D5 H- u

3 B3 n" W- e  E& G1 \2 D6 L因此一般而言，焊前都會對鋁合金進行酸堿洗，或者用刮刀直接刮掉一層，這樣可以最大限度的減小氣孔的可能性。但是一定要注意這個安裝間隙，尤其是用刮刀后和很有可能使得安裝間隙過大，這樣焊接出現(xiàn)很大的問題，對于鋁合金而言，一點的安裝間隙都會有可能造成焊接質(zhì)量的不穩(wěn)定和焊后應(yīng)力引起的變形，等等。對于上面的這個零件而言，一是注意焊接順序，二是注意工件的安裝保證，事前估計焊后變形，做好焊接工藝，這樣才可以最大限度的保證焊接質(zhì)量。（圖片自拍，已取得客戶同意發(fā)布）  _3 D6 J' n- w0 X) c0 [8 ^1 J
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十五問：“小小的售后”問：“你說的焊接深度我是否可以理解為熔深？這個屬于融化焊？那填充材料是？”
3 p5 l8 [; B# ^8 _* Z. x答：首先很感謝您對我這篇帖子的關(guān)注。對于您的問題我做如下回復(fù)：* y+ x- Y" j0 S: Q% K, J, ~
我這里所指的焊接深度并不完全是指熔深，一般而言，我指的是有效焊接深度。具體來說便是熔深>有效焊接深度。6 l6 @  d) Z8 a. ~# J1 h
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圖二十九，三十，您很幸運，我剛剛找到兩張有缺陷的可以用于對比的焊縫的截面圖，如果不考慮其他的缺陷，單純的考慮一下熔深的話，您就會發(fā)現(xiàn)問題了。上圖是鋁合金，焊接深度在25mm左右。因此上面一張的熔深差不多是25mm左右，但是下面一張就不一樣了，電子束焊接的原理是小孔效應(yīng)，一般會有釘尖缺陷，對于下面圖而言，則釘尖缺陷比較的明顯，因此對于地下的7mm左右的地方就是一個空洞，一個缺陷，是無效的，所以熔深是25mm左右，，但是有效的焊接的深度，有效的熔深其實是不到20mm的，當然在正常的焊接的產(chǎn)品中是不允許存在下面那張圖片上面的問題的。不知道這樣的解釋，您是否滿意。' @) {7 v( |$ K3 ?$ F- B: K$ |1 h

0 O# e5 J* B; o/ m對于這個屬于融化焊？那填充材料是？這個問題我做如下回復(fù)：
" B7 A9 M! o* J- ^* v6 a0 N電子束焊接卻是是屬于“熔”化焊接（不是“融”化焊接哦，注意用字哦）。
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一般來說我們再用電子束焊接的時候很少添加填充材料，即不添加任何的焊材，助焊劑之類的東西。完全是使用熔化木材的金屬來填充焊縫，焊前的裝配間隙是非常小的，我對客戶產(chǎn)品的要求一般是越小越小，如果非要說一個數(shù)字，我希望是小于0.05mm，因為電子束焊接本身就是屬于精密焊接，如果焊前的裝配間隙過大時無法保證焊接質(zhì)量，無法保證焊后變形的。本身有些產(chǎn)品焊后的變形量就要求小于0.05mm，如果焊前間隙過大，這個產(chǎn)品焊接后肯定是廢品。+ y/ |4 F8 t% s; k) Y: @
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幸運的是，我們的客戶一般的加工精度都還是不錯的。有好多的客戶的加工后的裝配間隙都是小于0.01mm的，我們的塞尺都是無能無力，在焊接過程中有時候連找到焊縫都是十分的困難，這樣的裝配間隙焊接出來的質(zhì)量肯定是非常好的。6 z$ I5 Z& ?& f8 R

. ^7 `% M3 g+ w9 D( \0 H關(guān)于這個問題我會單獨的列一個問題出來回復(fù)。當然也不是絕對的，有時候有特殊要求的我們可以填絲焊接，但是這種情況比較少，我本身很少做，有時候焊接有缺陷的時候，有些地方可以適當?shù)奶钜恍┠静慕饘?，再焊接，不知道這樣是否也可以理解為有填充材料。* W8 `: i2 H* _1 p$ J! _2 Y% ~7 R* w

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圖三十一，三十二，從上面一個圖中您可以看到裝配間隙是非常非常小的，因為這種齒輪都是熱裝的，所以可以非常好的保證裝配間隙，因此焊接出來的效果才可以得以保證（圖片來自自拍）。
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十六問：如何保證焊接質(zhì)量？0 k  L9 P* E! g4 B, q+ M- D* _
答：這是一個非常大，非常宏觀，非?；\統(tǒng)的問題。一個產(chǎn)品最后的精度保證是由三方面的精度來保證的。
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) g- g/ y+ X' x- ~  U首先是設(shè)計精度，如果設(shè)計精度都是不達標的話，那么以后的精度就比較難說了。目前我國和發(fā)達國家相比的話，其實好多的產(chǎn)品方面，我們的設(shè)計精度是沒有問題的，甚至好多的產(chǎn)品的設(shè)計都是比發(fā)達國家要更高的。但是有一個問題就是我們的設(shè)計人員一般很少是工藝人員出身的，好多的都是初出茅廬的大學(xué)生，設(shè)計中難免會有很多的不合理，不切合實際的設(shè)計，但是總體來說還是不錯的。0 G' I  R4 O6 y+ @

' d/ L$ x8 Y+ U0 x" [) V8 {其實是加工精度，這個比較的重要。很多的產(chǎn)品的圖紙設(shè)計的是非常好的，但是一加工出來后連設(shè)計人員都不認識。其實這個時候QA，QC要負起責(zé)任來，不合格的就堅決不能進來，但是我們中國人民非常容易變通。不合格的加工出來了，扔掉又覺得可惜，于是很多的設(shè)計人員就又改了圖紙，以適應(yīng)已經(jīng)加工好的零件，這樣就沒有了任何的意義。有人說中國人的東西有四個螺釘?shù)?，工人絕對不會幫你擰上四個，我還不信，有一次我把電飯鍋拆了，發(fā)現(xiàn)里面的四個螺絲釘果然只是擰了三個。哎，不過現(xiàn)在很多的企業(yè)的加工精度都上來了，很多都是進口的國外的高精度的設(shè)備，很多負責(zé)人，有職業(yè)精神的加工人員做出的東西都還是非常非常漂亮的，只要設(shè)計人員堅持，肯定會做出好東西來的。
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再者就是裝配精度，不可否認，我們車間的很多的裝配工人都是處在社會的最底層，本來實體經(jīng)濟就不景氣，制造業(yè)就不受重視，而處在最底層的裝配工人的待遇又不好，于是招來的工人師傅的素質(zhì)就不是很高，于是惡性循環(huán)，使得裝配的質(zhì)量一直上不去，其實這個是我國和國外的最大的差距。一個好的裝配師傅，它起的作用應(yīng)該是決定性的。它的裝配式直接的關(guān)系到產(chǎn)品的好壞，是最息息相關(guān)的。因此在焊接產(chǎn)品的時候，我一般都是親自上手和同事一起完成裝配，這樣裝配是什么樣子的，要整么調(diào)節(jié)參數(shù)來適應(yīng)焊縫，這些都是非常重要的。要做到心中有數(shù)，才能不慌不忙。
& r/ p. K; J3 Z% p7 n下面再附錄一篇關(guān)于這個方面的文章，雖然有點老了，但是很有指導(dǎo)意義。供大家下載，我認為寫的非常精彩。（文章來自互聯(lián)網(wǎng)）
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- G3 Q, O8 x3 ]- d. z2 D7 x3 |  ^" }十七問：銅和不銹鋼能否焊接？
, c: |# n0 u3 P! ]+ V7 k: N$ k答：很多初學(xué)焊接，或者對焊接不熟悉的朋友經(jīng)常會問這個問題，是可以理解的。但是作為一個搞焊接的就不應(yīng)該問這么幼稚的問題。
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異種材料能否焊接，要看什么，關(guān)鍵是要看兩種材料的結(jié)晶情況，兩種金屬如能夠完全固溶，則可焊性好，如果出現(xiàn)復(fù)合組織，則可焊性尚可，若形成金屬間相的則不可焊接。/ S# x, v, `' y4 b- S6 V1 e' ^( l/ x
但是實際應(yīng)用中，即使完全固溶，但是由于其熱物理性能，比如熱傳導(dǎo)性，熱膨脹系數(shù)，熔化溫度的差異，以及在不同溫度下 兩種金屬相互間溶解度的不同，這會給焊接造成困難，出現(xiàn)氣孔，裂紋等缺陷或完全不能形成良好的焊接接頭。. T% \+ S7 I  |6 _) y0 G

, {5 ]  d7 I! `+ W4 n+ ?下面給大家看幾張圖，可以加深理解。
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[attach]315437[/attach]5 I* \$ H) a9 y5 p0 r
圖三十三，三十四，三十五為自己拍攝的無氧銅與不銹鋼的焊接，最后的圖三十六為從“道長”的帖子中摘錄而來（不好意思哈，道長，我找了半天自己的圖片，發(fā)現(xiàn)這個銅和不銹鋼的這個昨晚金相的自己還真沒有拍照，就引用你的了，見諒哈）。圖中的無氧銅和不銹鋼環(huán)焊縫的焊接深度在4mm左右，焊后要求抽真空室大于1*10-9（還真無法編輯，為10的-9次方）mbar。如果焊接有缺陷的，有氣孔之類的話，真空室肯定抽不上去的，但是從外觀上來看，表面還是不錯的。4 b) q4 q) L0 F: ?# T

: r& s5 U) Q+ g( N9 Y從最后一張圖來看的話，它們的結(jié)晶還是不錯的，因為不銹鋼與銅在化學(xué)性能的方面，從晶格類型，原子半徑，原子外層電子數(shù)量等方面來看是比較接近的。有利于形成金屬間的聯(lián)系，但是由于在熔點和熱物理性能上的差異較大，于是焊接比較有困難。容易形成熱裂紋，因為焊后結(jié)晶是晶粒間有一層很長薄的低熔點的液態(tài)銅，極易引起裂紋，同時銅在熔化過程中容易有氣體排出，容易有氣孔。但是好在電子束的能量密度是非常高的，在焊接時，使得電子束斑點偏銅一側(cè)，保證焊縫中的含鎳量，減少銅的有害作用，保證焊接質(zhì)量。
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十八問：其他異種材料的焊接性怎么樣？( R# q2 A' @+ T0 x) D
答：雖然掌握了焊接冶金學(xué)，上面的原則，但是也用不著所有的都去做實驗，因為我們都是踩著前人的尸體爬過來的，世界上有很多的巨人，我們都是站在他們的肩膀上面，很多的前面的學(xué)者已經(jīng)替我們解決了大部分的問題，剩下的我們基本上都夠用了。關(guān)于異種材料的焊接性能，我給大家放一張圖片，大家對應(yīng)的看就好了。7 O2 C, S# d; y3 L( B
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圖三十七，為異種金屬各種電子束焊接的可焊接性（圖片來源于王之康，高永華，徐賓所著的《真空電子束焊接設(shè)備及工藝》），有興趣的話，大家可以參考參考，感謝前輩們所做的一起。
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* |) z; @' x; Z十九問：焊縫是不是越窄越好，深寬比越大越好？
  r! K4 {* }% Z# M( j0 Z# ]答：很多人認為電子束的最大的優(yōu)點就是焊縫非常的窄，深寬比非常的大，就想當然的認為深寬比越大越好，其實不然，這是一個誤區(qū)，在實際的生產(chǎn)當中，過窄的焊縫并不可取，單純的追求深寬比沒有太大的意義。理由如下：
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一是，過窄的焊縫容易造成焊縫不牢等缺陷，你想啊，太窄的話，熔化的金屬少，這樣如果是很重很大的兩部分焊接在一起，或者又需要承受很大的應(yīng)力的話，這樣強度有可能不夠。; m( q1 |/ v4 [3 }& g, @9 s
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二是，太窄的焊縫對于焊件的裝配精度要求的非常高，如果裝配間隙過大，則很容易造成由于熔化金屬不夠不足以填充焊縫引起空洞，裂紋等缺陷。
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三是，對設(shè)備的性能要求高，要求非常高的穩(wěn)定性，對工藝參數(shù)的制定有非常高的水平。一旦性能有一點不穩(wěn)定，工藝參數(shù)有一點的變化，這么極限的焊縫則很難重復(fù)。
5 S( R$ r$ C0 q' _) d9 Z' J下面上圖給大家理解一下。
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圖三十八，三十九，非常具有代表性，還是這兩張圖，深度分別都是15mm,30mm,40mm左右。很顯然，上面一張使用150KV，電子束脈沖焊接出來的焊縫的深寬比更大，寬度是小于0.5mm，深度40mm，深寬比是大于80的，但是下面一個，深寬比也就小于40，你覺得那個好，更能夠應(yīng)用在實際的焊縫中。上面一個的話，要求更高的裝配精度，更極限的參數(shù)，加入焊縫有一點不垂直，則焊縫可能都會偏離焊接的間隙，但對于下面一個，焊縫就安全的多了，可以有更大的裕度。所以說喬丹與姚明的差別也就是一個偉大球員和優(yōu)秀球員的區(qū)別，做出這兩個焊縫的工藝人員是優(yōu)秀的工藝人員與合格工藝人員的區(qū)別。1 {  w7 S  Q5 v+ K) V: m
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今天就到此為止，明天還要上班，等有時間再和大家分享更多的焊接的樂趣。本人才疏學(xué)淺，在寫的過程中難免有錯誤和疏漏，還請各位多多包涵，希望大家提出寶貴的意見和建議， 這樣對我也是一個非常大的幫助。希望大家多提問，如果能回答，我會盡量回復(fù)。
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作者: zerowing    時間: 2014-4-2 22:41
電子束。。。道長來看看。哈哈
作者: ぶ刀の刀    時間: 2014-4-2 23:21
長見識了，感謝分享！
作者: 水水5    時間: 2014-4-3 01:29
這回鬼魅道長遇到競爭對手了~
& g- n: ^- x7 ?# T. {% E* s( m3 K敢問樓主，最大焊接直徑能有多大？力學(xué)性能怎么樣？高鉻耐磨材料能否焊接？
作者: 東海fyh126    時間: 2014-4-3 07:37
受教，，，，，，
作者: angel1399793    時間: 2014-4-3 08:25
大俠寫的每一篇我都看完了，哈哈
作者: 德富gd    時間: 2014-4-3 08:38
一看就是道長寫的東西,強悍,學(xué)習(xí)了
作者: 淺藍色    時間: 2014-4-3 08:50
zerowing 發(fā)表于 2014-4-2 22:41
. O, {' S# A0 @2 a* B! o電子束。。。道長來看看。哈哈
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本人和道長是好朋友，我們也經(jīng)常交流。。0 q( z" t) m7 H1 G! W- R) n6 B
作者: 淺藍色    時間: 2014-4-3 08:58
水水5 發(fā)表于 2014-4-3 01:29 5 Z- b( U- q0 f/ q+ L
這回鬼魅道長遇到競爭對手了~" P/ {9 Q* o  q4 L& J8 @) i
敢問樓主，最大焊接直徑能有多大？力學(xué)性能怎么樣？高鉻耐磨材料能否焊接？
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本人和道長還是好朋友，我們也是經(jīng)常交流。8 K2 w+ g" f9 _" j2 D' b# V; N- k

3 D3 |" B- I/ k& |& \我們自己的設(shè)備，可以焊接的最大的工件的直徑分為兩種，一種是環(huán)焊縫，可以焊接直徑1.3m左右的，另一種是焊接端面的環(huán)焊縫，可以焊接2.2m的。! E3 ]* c, E8 A# [5 w: E9 d
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力學(xué)性能沒有做過，肯定交出去的產(chǎn)品都是符合客戶要求的。一般來說，真空電子束焊接的產(chǎn)品的熱影響區(qū)更小，變形更小，其力學(xué)及各方面的性能都是好過其他的焊接方法的。
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高鉻耐磨材料可以焊接，但是這方面的需求比較少，我還沒有遇到過，如果你有產(chǎn)品需要焊接，可以聯(lián)系我139-1095-37204 V" K3 q7 Q; C9 W  A5 u# R
作者: orc_roll    時間: 2014-4-3 18:41
本帖最后由 orc_roll 于 2014-4-3 18:44 編輯
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7 B. G9 J* F" j# l7 }贊一下，好貼！& o* U# w3 k; C0 e
附一份關(guān)于電子束焊接的資料，供大家參考。。。
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作者: 心結(jié)    時間: 2014-4-16 16:39
@鬼魅道長
, C  C3 Y+ \4 p5 t) a9 u2 x/ ghello~~和你是一家的嗎？，好久木有聯(lián)系，還想有機會去北京找你學(xué)習(xí)一下的……
作者: 小小的售后    時間: 2014-4-16 23:08
如果焊接金屬含S，P多，你們怎么防止在結(jié)晶過程后熱脆，裂紋。。因為一般性的焊接，焊絲中可以加錳而你們極少存在加填充材料
作者: philchiw    時間: 2014-4-17 20:16
你貼的那個圖好像不是鋁合金的，鋁的傳熱很快，不可能達到那種效果，更像是鎳基材料。
作者: decipher001    時間: 2014-4-20 12:32
長見識!!!!!
作者: philchiw    時間: 2014-4-20 20:57
圖29，30
作者: 瑞士歐博瑞    時間: 2014-6-27 09:43
樓主應(yīng)該再配置一個瑞士optrel的焊接面罩，做好焊接防護，“歐博瑞，給您最貼心的焊接防護”



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