1、中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准HB/Z 198-91 铁及铁合金电子束焊接工艺1991-06-18发布1991-10-01实施中华人民共和国航空航天工业部批准中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准铁及铁合金电子束焊接工艺ua/ lcaS-91 1 主题内容与适用范围本标准规定了铁及钦合金电子柬焊接接头型式，焊接设备及焊接工艺。本标准适用于TAhTA2，TA3、TA、TAs、TA7、TCTC2、TCs、TC4等铁及钦合金焊件的真空电子束焊接。其他牌号铁合金亦可参照使用。2 引用标准TJ 36 工业企业设计卫生标准HB 5363 航空焊接质量控制标准HB;Z 120 钦及铁合金鸽被氧弧
2、焊接工艺HB 5484 铁及铁合金电子柬焊接质量检验3 名词术语3. 1 修饰焊利用散焦电子束熔化焊缝表面，使其表面加宽，横截面呈圆弧形，以获得光滑;再缝的焊接工艺。3.2 屏蔽板能全部吸收电子束剩余能量的板条或圆环。3.3 舍轴指电子束的阴极、聚束极、阴极和磁透镜的中心在同一轴线上。4 一般要求4. 1 电子柬焊接间应保持洁净相通风良好，有害气体和烟尘应符合TJ36的规定。环境温度应保持在16，-.，30OC;相对湿度不超过60%; 噪音不大于85dBo4.2 焊接电源的网路电压波动应小于土10%。4.3 从事航空产品电子柬焊的焊接操作人员必须进行培训和考核，并持有电子束焊机操作合格证。4.
3、 4 其它要求应符合HB5363的规定。航空航天工业部1991-06一18发布1991-10-01实施HB/Z -98-91 5 接头型式5. 1 真空电子束焊接接头应采用对接、角接、端接、卷边接，也可采用丁字接、搭接及其官型式的接为。5.2 焊接接头应根据结构特点，受力情况，重要程度和可靠性要求，采用不同的接头型式。承受动载荷的焊件宜采用对接接头。对接接头型式见表10 5. 3 接头的对接端面，不允许有裂纹、划伤、压伤及其它缺陷。边缘应去毛刺，保持棱角。端面加工的表面粗糙度为Ra3.2mo 5.4 承受动载荷或旋转件的对接接头，应留加工余量。焊后采用机械加工方法去除焊缝余高以及咬边、凹陷等缺
4、陷。表1对接接头型式序号接头型式| 简图1 平对接1.5-2.0 2 单凸边对接3 双凸边对接加强对接2 适用条件板与板对接板与锻件对接锻件与锻件对接圆锥形锻件对接加强接头强度减少焊缝应力6 焊接设备与工装6. 1 要求HB/Z 198-91 6. 1. 1 真空电子柬焊机选用的功率取决于焊件的厚度。其加速电压、电子束束流、聚焦电流应能无级调节。允许其波动范围如下:加速电压士1%电子束束流土1%聚焦电流土0.1%8. .2 束流的上升、下降斜率控制系统应保证焊接质量符合HB5484的规定。6. 1. 3 焊接速度应能无级平稳地调节，焊速波动不大于土2%，焊接转台轴向和径向跳动不大于O.05mm
5、。6. .4 电子束焊机真空室和电子枪的压强应在20min左右达到低于5XlO-3P.o 6. .5 设备上的指示仪表如电压表、束流表等应有合格证。每季度应校验次。6. 1. 6 焊机的所有外表面应进行x射线泄漏检测，检测时在鸽靶上用最大功率进行。操作人员受x射线照射的剂量当量率不得大于2.5tJSV /h。焊机应配备x射线泄漏检测仪，随时进行监测。6. .7 焊接工夹具应采用非磁性材料制造。当采用磁性材料时，焊前应去磁，使其磁通量密度不大于1X 1 0-4T，以保证电子束不产生偏斜。S. 2 焊机鉴定S. 2. 1 属于下列情况的焊机，投入生产前，由工厂主管部门组织对焊机进行工艺性鉴定见本标
6、准6.2.2-t. 2. 5)，鉴定合格后，方可投入生产使用。a.经验收合格的新焊机:b.闲置1年以上的焊机;C.焊机移至别处重新安装;d.将焊机接到另一电源上;e.焊机大修后Ff.更换电气元件而影响焊接参数;g.电匮、束流和焊速的精度变化引起线能量变化超过:1:5%。6.2.2 按产品最小和最大厚度的铁合金板，长150mm，宽75mm的试片，沿长度方向各焊接两个对接试样，其焊缝外观质量和内部质量均应符合HB5484 1级焊缝的要求。6.2.3 焊缝深宽比试验。用一块110mmX110mmX 12mm的铁合金板或不锈钢板焊接9条焊缝，每条焊缝相距8mm，如图1所示。在hlh2、h3三种熔深中，
7、每种熔深分三次焊接。先焊接Al、BhC1焊缝，然后破坏一次真空，按第一次焊接程序再焊接A2B2、C2焊缝。同样按上述方法，最后焊接A3，B3、C3焊缝。焊后从试样的中部00和距离两端15mm的EE、FF处切开，磨片检查，分别测量熔深和宽度，并计算每条焊缝的平均深宽比。真平均深宽比不得小子表2的规定。6.2. 4 焊机工艺性鉴定的焊接参数及其试验结果，应按附录A(参考件)的内容作好记录。3 HB;Z 198-91 6. 2.5 当焊缝质量及深宽比达不到规定时，焊机应进行重新调整和鉴定。图1焊机鉴定试验试样焊接顺序图表2焊缝的深宽比焊缝熔深口1m焊缝最小深宽比A B C 注:在焊缝中部测量宽度7
8、焊接工艺7. , 焊前清理2.40-3.20 1. 0 5. 40.-. 7.30 3.0 &. OO _._, 1 O. &0 5.0 7. ,. 1 焊前零件应进行清理。表面不得有油窍，油漆、氧化物、外来杂物等影响焊接质量或焊接过程的、污染物质。7. .2 零件应在硝酸与氢氟酸之比大于10的溶液中进行酸洗。以去除表面污物而不产生渗氢。建议按附录C(参考件的工艺进行酸洗.7. ,. 3 酸洗后的零件经包装后放在专用零件箱中或零件架上，用臼布或塑料布盖好，防止污染。运输、装配和焊接时，严禁赤手触摸零件.7.1.4 酸洗后的零件应在120h内焊接。7. 1. 5 零件焊前再用绸布蘸丙酬擦试待焊处
9、的表面，进行补充清理。E面/z198-91 7.1.6 工夹具应用机械方法或化学方法进行清理，特别是靠近焊缝约20.S0mm范围内或与铁接触的工夹具表面不得有油污、油漆、锈斑、易熔金属等影响焊接质量和焊接过程的污染物质。7.2 装配7. 2. 1 零件焊前应仔细装配，使揉头紧密贴合和对齐，局部间隙不得超过O.08mm或O.05, 错位不大于O.75mm或O.悦，均取其最小值。7.2. 2 环形件或插入式接头应采用压配合，过盈量一般为O.02 ., 0. 04mm，特殊情况酌情处理。7.2. 3 环形件装配后，应检查径向跳动和轴向跳动，其跳动量应能满足零件焊后设计图样的要求。7.2.4 零件装配
10、后，应检查其装配精度，若精度达不到要求，应重新装配，直到符合要求为止。7.2.5 装配时应保证零件焊接处表面与电子束轴线垂直，以防止产生偏移和局部未熔合。7. 3 焊接工艺参数的选择和制定7. 3. 1 根据焊件的材料牌号、厚度、接头型式和产品技术要求，选择焊接工艺参数。7.3.2 电子柬焊缝横截面应呈平行或稍微V形的形状。7.3.3 每种焊件均应制定焊接工艺参数。焊接工艺参数先用与零件相同牌号和厚度的板材进行试验，然后用模拟件确定每种焊件的焊接工艺参数。模拟件的材料牌号、厚度、接头型式、热处理状态和表面状态、焊接条件均与零件一致。其焊缝质量应符合HB5484相应等级的焊缝质量要求。7. 3.
11、 4 确定的焊接工艺参数应写入工艺文件中，并按附录B(参考件所规定的内容作好记录。7.4 焊接工艺参数的重新制定当产生下列任一种变化时，焊接工艺参数应进行调整并重新制定。a.材料牌号变化pb.接头厚度变化超过士10%; C.由于采用了新的焊接工夹具或设计更改而影响了焊接接头的散热条件;d.按照原工艺参数焊不出合格产品。7. 5 零件焊接7. 5. 1 每次试制或批生产焊接前，应按确定的工艺参数焊接一个试件，并检查其焊接质量，验证焊接工艺参数的正确性和稳定性。7. 5.2 用至少放大10倍的光学观察系统对中焊缝。7.5.3 阴极灯丝更换后应检查电子束的合轴情况。并记录好每个灯丝的使用时间，以便按
12、时更换。7. 5. 4 为防止零件焊接时产生移动，宜采用电子柬焊进行定位焊。定位焊点分布应对称、均匀，并有足够的强度。且能被焊缝覆盖。7.5.5 若采用引入板和引出板，其材料与清理方法应与零件相同。7.5.6 当穿透焊时，在焊接接头背面的适当距离处放置与焊件相同的材料作屏蔽板。以便吸5 HB/Z 198-91 收电子束的剩余能量，防止金属飞溅和穿透电流烧伤零件或工夹具。7. 5. 7 为改善焊缝成形可采用修饰焊。7.5.8 零件焊接时，真空室的压强应低于5XI0-2Pa，焊接结束后，至少要等2min后才能向真空室充气。7.5.9 焊接操作者所焊的每一焊件应在焊缝邻近区域或焊件代号标签上盖上印记
13、，并保留到最后质量检验通过为止。8 焊件的校正焊件的变形允许整体或局部加热校正或静压冷校正。校正方法和工艺应经主管部门批准。8. 1 整体加热校正是用刚性夹具固定焊件，放在真空炉或氧气保护炉或用其它惰性气体保护的加热装置中，加热至550700C。保温时间根据焊件大小和厚度而定。8. 2 局部加热校正是利用散焦电子束对焊件进行局部加热或用电子束对焊缝局部重新熔化，使焊件产生收缩以消除变形。8.3 滚压校正是用窄滚轮对焊缝或近缝区进行滚压，使其产生很小的压缩塑性变形，可消除焊后的应力和变形，提高接头的力学性能。8.4 不允许用锤击法对焊缝和近缝区进行校正。9 缺陷的修补焊接缺陷的修补应在最终热处理
14、和机械加工前进行。9. 1 焊接缺陷可用电子束重焊的方法进行修补。9.2 局部小缺陷或表面缺陷，经主管部门批准，允许用氢弧焊修补。氢弧焊修补应按HB/Z 120远行。9. 3 超出标准的余高或表面缺陷，允许用机械方法打磨。打磨部位与相邻表面必须圃滑过夜。打磨深度不得超过材料厚度的10%。10 焊件的热处理焊件焊后消除焊接应力的热处理和最终热处理应按图样或专用技术文件的要求进行。11 焊件的质量焊件的焊接质量应符合HB5484的要求。12 文件的管理有关焊接设备、工艺资料的管理按HB5363进行。13 技术安全13. 1 对于人能进入的大真空室，应备有门锁、门铃或报警器。门应由操作者控制，并装有
15、从真空室内能打开门的装置。若门一旦关闭，便能从真空室内将门打开。HB/Z 198-91 13.2 高压系统应有联锁装置，当真空室或电子枪的真空度未达到最低的要求时，不能启动高压。13.3 电子束焊机应设专用地线，设备接地可靠，接地电阻不大于归。, 3.4 x射线泄漏应符合6.1.6条的规定。13.5 清理零件或工具用的丙嗣等易挥发、易燃烧物品，应严格遵守技术安全的有关规定。7 工厂革间鉴定日期材料牌号厚度(mm)或熔深代号加速电压，kV束流，mA焊接速度，cm/min聚焦电流F。J mA FH 工作距离，mm真空室真空度，P.HB/ Z 198-91 附录A焊机工艺性鉴定书参考件)型焊编机功焊
16、接参数对接焊试验最薄最厚号号率12mm板深宽比试验试件A B C -l 试验结果(附试验报告)对接焊试件深宽比试验试件材料厚度最薄最厚实测熔深mm焊缝宽度mm平均深宽比焊缝正面1 2 3 2 3 1 2 3 宽度背面A 表面质量B x光检验C 备注焊工车同8 机种零件号零件名称工序号牌号材厚度料状态焊前清理情况装间隙配错位质量跳动焊接质量焊缝正面，mm宽度.背面，mm表面质量内部质量厂车间HBj Z 198- 91 附录B电子柬焊接工艺参-数记录表(参考件)型号焊机功率焊接参数加速电压，kV电子束束流，mA焊接速度，cmjmin聚焦电流Fo mA FH 工作距离，mm上升斜率控制下降真空度，P
17、.灯丝更换及合轴情况电子束偏摆零件草图及接头形式焊工检验工签字年月日签字注，Fo为焦点位于工件表面的聚焦电流.FK为实际焊接的聚焦咆流，定位焊接修饰波形幅值频率年月日9 HB/Z 198-91 附录C铁合金焊前酸洗工艺(参考件)C1 酸洗前应将零件表面上的工厂标志、油污、油漆等脏物去除。有效的潜剂有丙阁、丁嗣旧K)甲苯或碱性去除剂。C2 在下列溶液中进行酸洗。酸洗液配比z硝酸HN03 30,. 40% 氢氟酸HF 3% 水其余酸洗温度酸洗时间C3 冷水洗3min。C4 热水彻底喷洗。20.300C 3,._, 5min C5 在有鼓风的烘箱中(82-116t;)烘干。C6 用阻燃的聚乙烯袋或中性牛皮纸进行包装。附加说明:本标准由航空航天工业部航空材料、热工艺标准化技术归口单位提出并归口。本标准由航空航天工业部六二五所、三三一厂、四-0厂负责起草。本标准主要起草人:王连山、马翔生、戴惠风、刘丽莉、彭建武。10
