扫描轨迹可控的电子束钎焊

提出一种电子束扫描轨迹和扫描方式控制方法，采用二维曲线来描述电子束扫描轨迹，根据实际焊缝的形状、扫描区域的尺寸、扫描方式等建立曲线方程，并对其进行离散化处理，然后经D／A转换产生所需的模拟信号，该信号经放大后输入给偏转线圈驱动电子束按设定的扫描轨迹和扫描方式运动。不仅扫描轨迹可根据实际焊接的需要任意编辑，而且扫描方式也可任意设定，如连续或断续扫描、点、线、区域扫描等，使电子束成为可控移动热源，并将该方法成功地应用于电子束钎焊中。     

基于CPLD的电子束同步扫描控制系统

针对中高压电子束焊机5～60 mA电子束流的品质诊断,通过研究电子束在电磁偏转线圈中的扫描运动原理,建立了基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）的电子束高速偏摆扫描系统.该控制系统由工业控制计算机,CPLD主控电路、D/A转换电路、低通滤波电路、光电隔离电路、功率放大器、电磁偏转线圈以及CPLD外围电路组成,实现了两路波形...     

电子束表面合金化研究进展

阐述了电子束表面合金化的基本原理及国内外电子束合金化设备的应用和发展.介绍了强流脉冲电子束表面合金化做为一种新型表面合金化方法在研究领域的应用,并综述了近年来电子束表面合金化研究的发展动态,简述了国内外相关领域的主要研究成果及取得的进展.对电子束表面合金化技术做出了展望,指出合金层的定量控制,电子束与表层金属间的热力耦...     

基于可编程控制的扫描电子束加工技术

在通用真空电子束焊机的基础上配置两对电子束偏转线圈、工控机多功能数据采集卡、功率放大器、可编程控制器以及虚拟仪器软件LabVIEW等，构建一个电子束扫描控制系统。利用该系统可对电子束扫描轨迹、扫描频率以及加热区域电子束能量密度的分配进行离线编辑和在线调节。使用该系统进行了不锈钢毛细管板结构的钎焊试验，钎焊接头质量满足结构技术规范。对铌钛异种合金采用不对称热输入的扫描加热方式进行焊接，获得了铌、钛熔化量相当，焊缝形状对称的焊接接头。对于不能直接焊接的异种金属(如Re—Ti)，可使用该系统的扫描加热技术，通过粉末冶炼制备中间过渡层。     

电子束钎焊温度模糊控制系统

将被焊工件温度模糊控制技术应用于电子束扫描钎焊中,所研发的系统集成了电子束焊接过程控制、电子束扫描轨迹控制、工件温度模糊控制、焊接数据高速采集与存储等多项功能.通过扫描轨迹的编辑与控制,可以适应各种形状曲线钎焊缝的温度场要求;在电子束对工件进行扫描加热的同时,通过温度采集装置实时得到被焊工件的温度信号并与设定值进行对比从而得到温度偏差及偏差的变化率作为模糊控制器的两个输入变量,以模糊控制器输出控制量调节电子束流大小,从而实现钎焊温度的闭环控制.控制系统具有响应速度快、稳定时间短、稳态误差小、超调量小等特点,表明在电子束钎焊过程中采用模糊控制技术可以得到非常理想的控制效果.     

扫描电子束能量峰值对表面温度场的影响规律

目的 明确扫描电子束环状下束方式下能量分布数学模型以及能量峰值系数对45钢表面温度场的影响规律。方法 基于高斯热源模型,引入能量峰值位置参数,演算扫描电子束环状下束方式下能量分布的数学模型,利用COMSOL软件,模拟扫描带热循环曲线与温度场。结果 针对环状下束方式下电子束热源模型进行修订,电子束能量分布沿中心线对称分布,表层能量分布与偏转角度和能量峰值参数相关,能量峰值参数在0~1内,数值越大c点第一、二能量峰值及其差值越大,扫描带纵向点温差越小,热循环曲线间距越小;电子束下束与收束阶段,束斑温度变化较大,而扫描中期温度较为稳定,能量峰值参数越大,45钢表层高温区域半径越大,最高温度也有所增加;45钢经不同能量峰值系数作用后,扫描带与亚高温带区域的宽度有所不同。结论 能量峰值参数对环状电子束能量分布有较大影响, 时束斑在表层能量梯度最小,有利于大面域电子束表面改性下的能量均匀分布。     

EBY1-60×134型电子束焊机控制系统的设计

介绍了EBY1-60×134型法兰环缝局部真空电子束焊机的基本组成及作用,对该焊机的控制系统的组成和工作原理进行了分析,提出以工控机作为上位机控制核心,可编程控制器作为下位机控制核心的控制系统主要组成,设计了上位机工控机的控制软件,下位机PLC的控制软件,实现对法兰环缝局部真空电子束焊机的真空系统控制、焊接过程控制和焊接工艺过程的数据管理,应用该设备已成功地焊接了某大型航天飞行器典型结构件上的法兰环缝。设备运行表明:焊机的控制系统硬、软件设计合理,功能完善,工作可靠,满足了法兰环缝局部真空电子束焊接的需要。     

40CrNiMoA钢扫描电子束表面抛光改性的研究

为改善40CrNiMoA合金钢的表面性能,对其表面进行扫描电子束抛光改性处理.研究了电子束工艺参数对40CrNiMoA钢表面性能的影响.结果 表明:扫描电子束处理后,总体形貌由熔融区、热影响区和基体组成,且显微硬度随着距表面距离的增加,呈先增加后降低的趋势.熔融区的微观组织主要由晶粒粗大的马氏体组成;热影响区的微观组织...     

不同扫描速度下电子束重熔处理253MA不锈钢的研究

为提高253MA钢的表面性能,对其进行电子束表面重熔处理,并使用扫描电镜(SEM)、显微硬度仪及摩擦磨损仪对其微观组织、显微硬度和耐磨性能进行表征。结果表明：改性后不锈钢的表面形貌得到有效改善,其表面粗糙度下降。微观组织晶粒得到细化,亚晶和位错密度增加。当扫描速度增加时,改性试样的表面硬度和耐磨性随之提升。当扫描速度为600 mm/min时,253MA钢的表面硬度达到最大值243.3 HV,其耐磨性最好,是原始试样的1.7倍。     

扫描电子束铝合金表面处理温度场分析与实验验证

根据扫描电子束焊机的实际工作环境,建立了扫描电子束铝合金表面处理温度场三维有限元分析模型,分析了试样经电子束照射后表面熔池的形态及组织变化,分析过程中,考虑了试样表面的热辐射和材料的相变,并用实验验证了仿真结果.讨论了束流、束斑直径和扫描半径对扫描电子束表面处理温度场的影响.结果表明:在其它参数不变的情况下,随着束流的增大,试样表面的最高温度基本上呈线性增高,熔池的宽度和深度也有所增大;随着束斑直径的增加,试样表面的最高温度呈线性下降,熔池的深度也略有减小,而宽度则快速地增大;随着扫描半径的增加,最高温度、熔池的宽度和深度均急剧下降.     

电子束焊接过程束流品质的调控技术

研究到达工件前的束流品质,束流品质的量化表征是通过基于二次电子的间接测量方式和基于能量密度测试传感器的直接测量方式相结合来实现。通过自动束流对心和矫形程序实现对束流品质偏移距离和形貌因子两个表征参数的调控,并使其达到最优。研究电压、束流、聚焦电流等电子束焊接工艺参数与束流的三维能量分布指标的内在联系。通过建立的二次方模型,利用Design-Expert软件优化(Optimization)模块不仅可以预测不同电参数作用下的四个表征参数的具体数值,而且能根据设定的四个表征参数推算出三个电控参数的优化方案,选择期望度最大的一组电控参数值作为调控的基本参数。在此基础上利用电子束能量直接测试系统,进行电控参数的微调,并实时监测四个三维特征参量的变化,直至达到调控的预定值。     

电子束钎焊接头温度计算机控制系统

研究了电子束钎焊接头温度高精度数字PID控制系统。为了在钎焊过程中使接头温度在所设定的钎焊温度下保持恒定,基于计算机控制及离散控制理论,建立了钎焊温度数字PID控制模型及控制器。通过开环和闭环阶跃响应确定电子束钎焊被控对象类型,在PID模型参数整定过程中比较了扩充临界比例度法及扩充响应曲线法的整定效果。为了得到最优PID参数,采用归一化方法对电子束钎焊数字PID控制器参数进行在线优化。为了进一步提高控制系统的动态性能,采用积分分离PID算法。结果表明,可以达到超调极小、不需调整时间的控制效果,温度控制准确度可达±2.5℃。     

Automatic electron beam alignment adjustment system and automatic filament current adjustment system for electron beam welder

Recently, the electron beam welders with high acceleration voltage (more than 100 kV) and high electrical power (more than 15 kW) have been reviewed the role of the high-energy electron beam density again, due to space or aircraft development or automobile industry desired high productivity and high accurate welding for saving energy. NEC group have supplied these electron beam welders. This time, the automatic alignment adjustment system of the electron beam orbit and the automatic adjustment system of filament current were developed and put to a practical use. As a result, the great effectiveness for the stability of welding quality was apparent.     

真空电子束钎焊工艺研究

探讨了真空电子束钎焊中,电子束束流、聚焦电流、加热时间等电子束钎焊工艺参数对钎料润湿性的影响及其规律,以及不同的电子束钎焊工艺参数对试件最高温度、加热速度、高温停留时间等温度场有关参数的影响作用。通过金相分析、扫描电镜和X射线能谱分析等手段,研究了BNi-2钎料钎焊不锈钢时的接头组织。     

脉冲电子束焊接电源人机交互系统设计

针对脉冲电子束焊接电源系统控制相对复杂的特点,设计了以MC9S12单片机为主控芯片、触摸屏为人机交互界面的人机交互系统。通过组态软件Easy Builder 8000完成触摸屏的人机界面设计,采用模块化的编程思想完成单片机的程序设计。采用RS-485通讯接口电路,触摸屏通过Modbus协议与单片机实时通讯。试验表明,该人机交互系统能实现脉冲电子束焊接电源参数的统一管理,设置方便、界面友好、性能稳定。     

Equalization of Ti-6Al-4 V alloy welded joint by scanning electron beam welding

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｕｃｈａｓｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈＡｌａｌｌｏｙ,Ｔｉａｌｌｏｙａｎｄｓｕｐｅｒｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌ,ｔｈｅｉｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｗａｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｄｕｅｔｏｗｅｌｄｉｎｇ［１,２］,ｔｈｅｉｒｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｄｕｃｔｉｌｉｔｙｗｅｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｔｏ６０％～８０％ａｓｍｕｃｈａｓｔｈａｔｏｆｂａｓｅｍｅｔａｌ［３］．Ｔｏｒｅｔｒｉｅｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌａｒｇｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｉｓｌｉｍｉｔ…