阅读说明：本技术 一种不锈钢水冷环真空电子束焊接方法 (Vacuum electron beam welding method for stainless steel water cooling ring ) 是由 祝影 李生智 张维 韦宝权 张庆锋 谯永鹏 于 2019-07-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种不锈钢水冷环真空电子束焊接方法。利用真空电子束焊机,水冷环主体及盖板为采用316L不锈钢,焊接过程为：脱脂清洗,组对装配,氩弧点焊,电子束预焊,电子束熔焊。焊接参数为：预焊：高压150KV,束流7-10mA,聚焦电流2500-2600mA,焊接速度1200mm/min,无函数波形。熔焊：高压150KV,束流20-25mA,聚焦电流2500-2600mA,焊接速度800mm/min,函数波形为椭圆形,X＝0.4与焊接方向相同,Y＝0.8垂直于焊接方向,频率5000HZ。(the invention discloses a vacuum electron beam welding method for a stainless steel water cooling ring. By utilizing a vacuum electron beam welding machine, the water-cooling ring main body and the cover plate are made of 316L stainless steel, and the welding process is as follows: degreasing and cleaning, assembling, argon arc spot welding, electron beam prewelding and electron beam fusion welding. The welding parameters are as follows: pre-welding: high voltage 150KV, beam current 7-10mA, focusing current 2500-2600mA, welding speed 1200mm/min, no function waveform. And (3) fusion welding: the high voltage is 150KV, the beam current is 20-25mA, the focusing current is 2500-2600mA, the welding speed is 800mm/min, the function waveform is oval, X is 0.4 which is the same as the welding direction, Y is 0.8 which is vertical to the welding direction, and the frequency is 5000 HZ.)

一种不锈钢水冷环真空电子束焊接方法

技术领域

本发明涉及IC装备制造中的真空电子束焊接领域，具体为一种不锈钢水冷环真空电子束焊接方法。

背景技术

316L为奥氏体不锈钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，且机械性能与焊接性良好，无磁性，适用于化学、海洋工业设备、食品、药品等多个领域，是目前极为重要的一种钢铁材料。316L不锈钢焊接方法种类较多，常规的电弧焊、氩弧焊、气焊等均可对其进行焊接，但其导热率低，约为低碳钢的50％，线胀系数大，因此在焊后会产生较大的内应力。316L奥氏体不锈钢固液、固相线的区间较大，结晶时间长，且奥氏体结晶的枝晶方向性强，所以杂质偏析现象比较严重，因此焊接时容易产生焊接热裂纹。焊道位置常因为保护不好导致渗碳贫镍贫铬，导致焊道位置相对于母材防锈性能下降，容易被腐蚀。4mm厚316L不锈钢的TIG焊需开破口，多层多道焊，焊接速度慢，热输入大，热影响区软化且变形大。

真空电子束焊接过程稳定，焊接过程处于真空环境中，焊缝表面不会被氧化，形成的焊缝金属纯度高，极大的减少了杂质的来源。通过控制电子束的波形函数，可使焊接过程对熔池产生搅拌作用，且随着波形和幅值的变化，对焊缝的容错率很大的提高。不锈钢的电子束焊接过程无低沸点元素蒸发，不会造成放电现象，因此焊接过程平稳。功率密度高，焊接速度快，从而产生的焊接变形小，表面呈光亮的白色，不会产生合金元素的氧化、烧损，抗腐蚀性能较高。

发明创造内容

本发明创造的目的是提出一种不锈钢水冷环真空电子束焊接方法，具有焊缝成型均匀，光亮美观、变形小、无气孔、无裂纹等优点。

为达此目的，本发明采用的技术方案是：

一种不锈钢水冷环真空电子束焊接方法，包括以下步骤：

第一步：不锈钢水冷环表面打磨，脱脂清洗，烘干；

第二步：盖板与主体组对，TIG点焊；

第三步：零件装入真空电子束焊接腔室；

第四步：对不锈钢水冷环进行预焊，参数为：高压150KV，束流7-10mA，聚焦电流2500-2600mA，焊接速度1200mm/min，无函数波形；

第五步：对不锈钢水冷环进行熔焊，参数为：高压150KV，束流20-25mA，聚焦电流2500-2600mA，焊接速度800mm/min，函数波形为椭圆形，X＝0.4mm与焊接方向相同，Y＝0.8mm垂直于焊接方向，频率5000HZ；

第六步：冷却30min，充入氮气。

本发明创造的有益效果是：

本发明创造提出的一种不锈钢水冷环真空电子束焊接方法，焊接过程稳定，飞溅小，焊缝表面呈光亮白色，不被氧化，表面余高均匀连续，无缺陷，焊后平面度变形0.5mm，圆度变形小于0.02，垂直度变形小于0.1。

具体实施方式

结合附图1-2记对本发明创造进一步详细说明。

一种不锈钢水冷环真空电子束焊接方法，包括以下步骤：

第一步：不锈钢表面及侧面用钢丝刷进行打磨，直至出现光亮金属光泽。

第二步：对打磨后的水冷环及盖板进行脱脂清洗，超声波振动清洗15min，120℃烘干1小时。

第三步：盖板与主体组对，组对间隙小于0.2mm，错边小于0.2mm

第四步：用TIG点焊，参数为60A,氩气流量10L/min，间隔100mm点固一点。

第五步：将点固后的水冷环装入真空电子束焊接腔室。

第六步：编写焊接程序，束流上升阶段50mm，束流下降阶段100mm。

第七步：对不锈钢水冷环进行预焊，参数为：高压150KV，束流7-10mA，聚焦电流2500-2600mA，焊接速度1200mm/min，无函数波形。

第八步：对不锈钢水冷环进行熔焊，参数为：高压150KV，束流20-25mA，聚焦电流2500-2600mA，焊接速度800mm/min，函数波形为椭圆形，X＝0.4与焊接方向相同，Y＝0.8垂直于焊接方向，频率5000HZ。

第九步：冷却30min，充入氮气。

第十步：焊缝表面检验。

水冷环主体及盖板为316L不锈钢，盖板厚度4mm。

水冷环的焊接接头形式为对接，不局限于该结构。

焊接对接间隙小于0.2mm，搭接长度大于0.5mm。