【机械行业标准(JB)】 电子束焊接工艺指南

ICS25.160.01
备案号：29448—2010
中华人民共和国机械行业标准
JB/T11062—2010
电子束焊接工艺指南
Recommendationsforelectronbeamwelding(ISO/TR17671-7:2004,Welding---RecommendationsforweldingofmetallicmaterialsPart7:Electronbeamwelding,MOD)2010-04-22发布
2010-10-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前言
范围，
规范性引用文件，
术语和定义
质量要求..
母材和焊接材料的存储
焊接设施
焊接操作人员的资质
焊接工艺规程
焊接工艺评定
接头制备。
加工，
接头设计
纵向焊缝
11.2环形焊缝
排气孔
定位焊及修饰焊..
焊前及焊后热处理
文件记录。
附录A（资料性附录）金属材料焊接性A.1
概述，
黑色金属..
镍及镍合金
铝镁合金..
铜及铜合金，
难熔金属和活性金属
异种金属
非金属.
附录B（资料性附录）金属材料电子束焊接性B.1
钢的分类.
铝及铝合金的分类
铜及铜合金的分类.
镍及镍合金的分类..
钛及钛合金的分类..
锆及锆合金的分类..
JB/T11062—2010
JB/T11062—2010
B.7铸铁的分类
附录C（资料性附录）焊接缺欠产生的原因及防止措施附录D（资料性附录）环缝接头设计示例。图1电子束流摆动术语.
图2工作距离和焦距的定义，
图3环缝焊接的相关定义..
图4带额外排气孔的焊件
带夹层材料的焊接
带过渡材料的不同金属的焊接
经表面处理的工件制备的例子
矩形对接焊缝
带锁底的矩形对接焊缝，
具有独立垫板的矩形对接焊缝
为分离焊接起始和结束的带引出板的工件，与加工有关的空腔
铝中合金含量对热裂倾向的影响具有对中功能的径向接头型式
径向接头工件，用焊接夹具对中..具有不好和良好焊接位置的径向焊缝，不同类型的轴向接头
熔深满足强度要求的轴向接头例子（接头未穿透）减小应力集中的轴向接头设计
轴向接头间隙引起接头准备劣化.制造方法对齿轮尺寸的影响.
接头位置不当的齿轮
与图D.9相比接头位置较好..
与图D.9相比更好的接头位置
可达性差的电子束焊缝
轴向和径向焊缝导致变形的相对趋势钢的分类.
铝及铝合金的分类。
铜及铜合金的分类.
镍及镍合金的分类.
钛及钛合金的分类..
锆及锆合金的分类。
铸铁的分类.
焊接缺欠产生的原因及防止措施15
JB/T11062—2010
第7部分：电子束焊》（英
本标准修改采用ISO/TR17671-7：2004《焊接金属材料焊接推荐工艺
文版)。
本标准与ISO/TR17671-7：2004相比，在技术内容方面存在如下主要差异：质量控制的等级要求和焊接缺欠的等级要求分别按照GB/T12467和GB/T22085规定；一材料焊接性的表述采用了我国相关标准和技术规范的方法和定义。为了便于使用，本标准做了下列编辑性改动：删除了国际标准的前言：
将标准名称改为《电子束焊接工艺指南》；对ISO/TR17671-7：2004中引用的其他国际标准，有被等同采用为我国标准的，用我国标准代替对应的国际标准。
本标准的附录A、附录B、附录C和附录D为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国焊接标准化技术委员会（SAC/TC55）归口。本标准起草单位：西北工业大学、哈尔滨焊接研究所、桂林电器科学研究所、哈尔滨工业大学、西安航空发动机（集团）有限公司。本标准主要起草人：刘金合、王旭友、钟庆华、冯吉才、梁养民。本标准为首次发布。
1范围
电子束焊接工艺指南
本标准规定了电子束焊接的推荐工艺方法。本标准适用于金属材料的电子束焊接。2规范性引用文件
JB/T11062—2010
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T5185-—2005焊接及相关工艺方法代号（ISO4063：1998，IDT）GB/T6417.1—2005金属熔化焊接头缺欠分类及说明（ISO6520-1：1998，IDT）GB/T12467.1一2009金属材料熔焊质量要求第1部分：质量要求相应等级的选择准则（ISO3834-1:2005,IDT)
GB/T12467.2—2009
金属材料熔焊质量要求第2部分：完整质量要求（ISO3834-2：2005，IDT）GB/T12467.3—-2009
金属材料熔焊质量要求第3部分：一般质量要求（ISO3834-3：2005，DT）金属材料熔焊质量要求第4部分：基本质量要求（ISO3834-4：2005，IDT）GB/T12467.4—2009
GB/T19805—2005
焊接操作工技能评定（ISO14732：1998，IDT）电子束焊接工艺规程（ISO15609-3：2004，IDT）GB/T19867.3—2008
GB/T22085.1—2008
1996，IDT)
GB/T22085.2—2008
13919-2:2001，IDT)
ISO14744-1
ISO14744-2
ISO14744-3
ISO14744-4
ISO14744-5
ISO14744-6
ISO15614-11
电子束及激光焊接接头缺欠质量分级指南第1部分：钢（ISO13919-1电子束及激光焊接接头
电子束焊机的验收检验
电子束焊机的验收检验
电子束焊机的验收检验
电子束焊机的验收检验
电子束焊机的验收检验
电子束焊机的验收检验此内容来自标准下载网
金属材料焊接工艺规程及评定
ISO/TR15608：2005
3术语和定义
缺欠质量分级指南第2部分：铝及铝合金（ISO第1部分：原则及验收条件
第2部分：加速电压特性的测定
第3部分：电子束流特性的测定
第4部分：焊接速度的测定
第5部分：束流偏转精度测定
第6部分：束斑位置稳定性测定
焊接工艺评定试验第11部分：电子束及激光焊金属材料分类指南
GB/T19867.3、GB/T22085.1、GB/T22085.2、ISO14744-1和ISO15614-11中确立以及下列术语和定义适用于本标准。
加速电压acceleratingvoltage
阳极和阴极间的电位差，UA。
JB/T11062—2010
束流beamcurrent
电子束电流，IB。
束流摆动
beamoscillation
电子束从初始位置的周期性偏转，用扫描图形、范围和频率进行描述，见图1。摆动宽度；2-
一初始位置；3——摆动长度。
图1电子束流摆动术语
修饰焊道cosmeticpass
为了改善外观，在焊缝表面重新熔合的焊道，该焊道通常采用散焦或束流摆动焊接。3.5
离焦量defocusing
通常指相对位于工件表面聚焦位置的偏移。3.6
焦距focusingdistance
聚焦镜焦平面和焦点位置之间的距离，见图2。3.7
工作距离
working distance
工件表面到设备标准参考位置间的距离（标准参考可起始于真正的聚焦镜平面），见图2。工件；2-
-工作距离；3-
热保护装置；4聚焦镜：5-
图2工作距离和焦距的定义
焦距：6-
焦点：7-
一束斑。
lenscurrent
透镜电流
流过磁透镜线圈的电流，I。
斜坡下降slope-down
控制焊接结尾时电子束功率的递减。斜坡下降区即工件上衰减效应发生的区域，见图3。根据选择的焊接模式，斜坡下降区域可以有一到两个。a）在未穿透焊情况下：
一个熔化深度持续减小的区域。b）在穿透焊情况下：
一个完全熔透的区域：
一个未完全熔透或熔化深度减小的区域。a)部分熔透焊(有重叠）
b)熔透焊(没有重叠)
c)有重叠的环焊缝的典型束流模式/BJB/T11062—2010
——-工件焊接区；2-—控制开始和焊接开始之间的时间延迟：3——斜坡上升区域：4—一重叠区：
电子束：6
重熔区；7——斜坡下降区；8-
工件运动方向：9
—电子束流：[焊接长度；—焊接时间。图3环缝焊接的相关定义
一工件未焊区。
JB/T11062—2010
斜坡上升slope-up
焊接开始阶段电子束功率的可控递增，见图3。3.11
钉尖spiking
由于电子束穿透机械作用的不稳定性导致的熔融区深度的局部变化。3.12
排气孔evacuationhole
为消除工件内产生冷隔而预制的小孔，见图4。—电子束：2-排气孔；3-
空腔。
图4带额外排气孔的焊件
工作压力workingpressure
真空室内在工件附近测量到的压力。3.14
夹层材料interlayermaterial
在接头界面上预先放置的合金箔片，用来改变熔融区的成分，以改善可焊性或焊缝性能，见图5。预制接头
母材A：2
过渡材料transitionmaterial
夹层材料：3-
焊接接头
母材A或B；4
带夹层材料的焊接
用于冶金不相容材料焊接的过渡材料，见图6。预制接头
母材A；2——过渡材料：3——母材B：4-熔化区。
焊接接头
一熔化区。
图6带过渡材料的不同金属的焊接4质量要求
JB/T11062—2010
质量要求应在焊接工作开始前的设计任务书中给出。在产品标准或应用规程没有特殊规定时，焊接的质量控制要求见GB/T12467.1，选择相应的质量等级要求（GB/T12467.2、GB/T12467.3和GB/T12467.4)；焊接缺欠的质量等级要求见GB/T22085.1和GB/T22085.2规定。5母材和焊接材料的存储
为了避免接触腐蚀和外来金属混杂等，根据ISO/TR15608，不同种类的母材和焊接材料应分别存放。
6焊接设施
焊接设施包括电子束焊机、厂房、工具、夹具、去磁设备和清洁设备。电子束焊机安装的环境应避免周围机器的振动、噪声和灰尘，不能让电、磁场影响焊接质量。另外，依照器材安全措施应对真空泵的噪声控制。在较大的厂房，机器操作位置和安装位置应加隔墙保护以免受到其他人员工作的干扰。工作室排出的废气应根据相关的排放规则释放到环境中。在高焊接质量的要求下，推荐用过滤的空气或情性气体对真空室进行换气。电子束焊机的电源电压变化幅度不得超过10%，确保焊机接地可靠。根据ISO14744-1、ISO14744-2、ISO14744-3、ISO14744-4、ISO14744-5和ISO14744-6的规定，作为内部质量管理的一部分，在交付使用或者移动、调整和修理主要机器元件时，电子束焊接机应接受验收检查。在验收检查中，除了最重要参数的再现性、重要特性数据偏差的一致性外，对短期和长期的稳定性应按照规定的偏差容限进行测量和验证。使用特殊的设备在大气压力下进行电子束焊是可以的，在这种情况下，应采用合适的烟尘收集措施。
电子束焊机运行在不同的加速电压下：真空装备可达到150kV，非真空装备可达200kV。加速电压决定了X射线屏蔽的设计。
要按规定完成对辐射保护的所有检测，所有检测都要经辐射管理部门进行实施和监督。通常，电子枪固定在真空室上。作为选择，电子枪也可以安装在真空室内或真空室外。因此，工件和电子束之间的相对移动可通过工件的移动、电子枪的移动、束流的偏转或者通过某两者的同时运动来实现。
7焊接操作人员的资质
焊接操作人员应按照GB/T19805进行技能评定，并取得相应的资质。8焊接工艺规程
工件电子束焊的所有细节内容都应按照GB/T19867.3规定，由焊接工艺规程确定下列内容，包括：
工件规格：
一材料牌号；
一工件去磁；
接头设计；
一接头制备；
预热处理：
焊接次序（定位焊，焊接，修饰焊）；夹具：
JB/T11062-2010
真空室压力；
-工作距离：
焊接数据；
-机械处理和后热处理。
9焊接工艺评定
电子束焊的工艺评定应参照ISO15614-11进行。10接头制备
10.1加工
推荐所有的待焊接头由高精度的切削加工进行。装配时尽量减小清理后的金属接合面间隙。通过碳化、阳极化、镀镉、氮化、碳酸盐处理、电镀（镀锌）等处理过的表面层最好通过切削加工将其从焊接接头附近区域去除（见图7)。有表面层的工件；2—为焊接而去除部分表面层；3—电子束；4图7经表面处理的工件制备的例子10.2去磁
对铁磁材料的剩磁进行检查，如果需要，进行去磁处理。10.3清洗
电子束焊的质量依赖于接头焊前准备的精度和清洁度。应注意所准备表面的状态和所采用冷却介质的适用性。-三倍焊道上部宽度。
接头表面应清除所有的污染，诸如氧化物、油污、油脂、冷却剂和漆层等。除了操作环境外，还应根据材料的种类、零件的尺寸、质量要求采用特定的清洁方法：a）用溶剂手工清除油污。
b）在封闭的气化溶剂室中或超声波槽中清理。c）先用添加弱碱的蒸气处理，然后烘干。d）酸洗中和，在蒸馏水中清洗，烘干，短期储存。10.4装配
清洗后，对焊接的零件进行装配，避免再次污染和磁化。11
接头设计
11.1纵向焊缝
如果待焊零件可以装夹，最好采用简单的矩形接头连接，见图8。为了装配精确，可采用锁底接头进行定位，见图9。对于大型工件，推荐采用点焊。6
工件厚度。
矩形对接焊缝
工件厚度；s熔深；c、d
一定义的长度。
图9带锁底的矩形对接焊缝
为了避免飞溅和咬边，可在背面加垫板，见图10。—工件厚度；S
焊缝熔深。
图10‘具有独立垫板的矩形对接焊缝JB/T11062—2010
为了消除焊道弧坑，如果不能对工件的焊接起始和结束区域进行加工，可以采用引出板，见图11。引出板也减少了工件终端的热积聚。引出板可通过夹持或经焊接同工件相连以达到良好热接触，引出板在焊后去除。
引入板；2——工件；3——引出板；4——焊接起始点；5-焊接结束点。
图11为分离焊接起始和结束的带引出板的工件11.2环形焊缝
焊接环形元件，采用锁底接头可简化定位。旋转角度、束流作用时间以及其他参数（例如聚焦电流）需要控制。由于斜坡下降区易出现钉尖缺陷，根据材料类型和焊接速度，在许多情况可以通过控制束流聚焦和摆动参数（形状、方向、频率和尺寸）消除斜坡下降区的钉尖缺陷产生。如果可能，环形焊缝应设计在位于低应力作用区，否则在下坡区域特别考虑给出缺陷的许用水平。对于容许尺寸误差小的零件的轴向环形焊缝，推荐采用压配合（例如H7/r6对H7/n6)。
对于带有间隙配合的环形焊缝，应该准确地定位。电子束焊典型接头制备的示例在附录D中给出。12排气孔
由于零件设计或加工因素可能导致接头装配中出现不能排出气体的密闭空腔，导致焊接异常，所以，
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