本發(fā)明涉及一種電子束焊接方法，尤其是一種齒輪組件的電子束焊方法，可以保證長徑比大、散熱條件差，焊后變形難以控制的齒輪組件的焊接方法。
背景技術(shù)：
齒輪組件是機(jī)械系統(tǒng)中常用的傳動(dòng)部件。隨著機(jī)械系統(tǒng)的要求越來越高，對齒輪組件的材料性能、焊接強(qiáng)度和加工精度等方面提出了更高的要求。如某航空發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的錐齒輪組件的焊接，其材料為14CrMnSiNi2MoA，要求焊接前后的長度收縮量為0.1mm左右，齒端面跳動(dòng)變化量為0.015mm,齒輪軸的跳動(dòng)變化量控制在0.03mm。由于該錐齒輪組件的特點(diǎn)是直徑小(僅為φ36mm)，長徑比較大(約為7)，這種結(jié)構(gòu)不利于焊接過程散熱，容易導(dǎo)致熱輸入量過大，零件產(chǎn)生嚴(yán)重變形，跳動(dòng)量超差，焊后機(jī)加無法保證。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種齒輪組件的真空電子束焊接方法，該方法可以有效控制零件焊后變形，以保證焊后的機(jī)加要求。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：
1.使用超聲波清洗齒輪組件的各部件，去除表面油污；
2.將齒輪和軸進(jìn)行裝配，裝配后焊縫處間隙≤0.02mm；
3.采用電子束焊對焊縫進(jìn)行整圈定位焊，定位焊工藝參數(shù)為：
加速電壓：140KV
定位焊束流：2.0mA～5.0mA
聚焦束流：1900mA～2100mA
焊接速度：8mm/s～20mm/s
工件距焊槍距離：500mm～800mm
4.采用真空電子束進(jìn)行焊接，焊接參數(shù)為：
加速電壓：140KV
焊接束流：15mA～30mA
聚焦束流：1900mA～2100mA
焊接速度：8mm/s～20mm/s
電子束起弧/收弧覆蓋角度：5°～30°
工件距焊槍距離：500mm～800mm
5.焊后進(jìn)行常規(guī)的去應(yīng)力熱處理,熱處理溫度為(130±10)℃，保溫時(shí)間為(4～5)h，目的是消除焊接應(yīng)力；
6.對焊縫區(qū)進(jìn)行X光探傷檢驗(yàn)，整個(gè)焊縫內(nèi)部不允許有裂紋、未焊透、未熔合的情況；
7.最終檢驗(yàn)，對齒輪組件進(jìn)行焊后長度和跳動(dòng)量檢測。
本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵是改變傳統(tǒng)的工藝參數(shù)調(diào)節(jié)方法，從定位焊和束流覆蓋角度入手，將電子束焊點(diǎn)對稱定位改為小束流整圈定位焊，同時(shí)采用縮小起弧/收弧覆蓋角度的方法，保證焊縫內(nèi)部質(zhì)量的同時(shí)，減小熱輸入量，顯著降低了齒輪組件的焊后變形，徹底解決了焊后變形影響后續(xù)機(jī)加的技術(shù)難題。焊后齒端面跳動(dòng)變化量由0.12mm降低到0.01mm，齒輪軸跳動(dòng)變化量由0.04mm降低到0.01mm。零件加工合格率提高到98％以上。
具體實(shí)施方式
一種齒輪組件的真空電子束焊接方法，所述的方法包括以下步驟：
1.使用超聲波清洗齒輪組件的各部件，去除表面油污；
2.將齒輪和軸進(jìn)行裝配，裝配后焊縫處間隙≤0.02mm；
3.采用電子束焊對焊縫進(jìn)行整圈定位焊，定位焊工藝參數(shù)為：
加速電壓：140KV
定位焊束流：2.0mA～5.0mA
聚焦束流：1900mA～2100mA
焊接速度：8mm/s～20mm/s
工件距焊槍距離：500mm～800mm
4.采用真空電子束進(jìn)行焊接，焊接參數(shù)為：
加速電壓：140KV
焊接束流：15mA～30mA
聚焦束流：1900mA～2100mA
焊接速度：8mm/s～20mm/s
電子束起弧/收弧覆蓋角度：5°～30°
工件距焊槍距離：500mm～800mm
5.焊后進(jìn)行常規(guī)的去應(yīng)力熱處理,熱處理溫度為(130±10)℃，保溫時(shí)間為(4～5)h，目的是消除焊接應(yīng)力；
6.對焊縫區(qū)進(jìn)行X光探傷檢驗(yàn)，整個(gè)焊縫內(nèi)部不允許有裂紋、未焊透、未熔合的情況。
7.最終檢驗(yàn)，對齒輪組件進(jìn)行焊后長度和跳動(dòng)量檢測。
實(shí)施例
某航空發(fā)動(dòng)機(jī)中心傳動(dòng)從動(dòng)錐齒輪組件，材料為14CrMnSiNi2MoA。要求焊后齒輪長度收縮量控制在0.1mm左右，齒端面和齒輪軸的焊后跳動(dòng)變化量分別控制在0.015mm和0.03mm，并保證焊縫內(nèi)部質(zhì)量，其具體步驟如下：
1.超聲波清洗齒輪組件，去除表面油污；
2.將齒輪和軸進(jìn)行裝配，裝配后焊縫處間隙為0.01mm；
3.采用電子束焊對焊縫進(jìn)行整圈定位焊，定位焊工藝參數(shù)為：
加速電壓：140KV
定位焊束流：4.0mA
聚焦束流：1946mA
焊接速度：12mm/s
工件距焊槍距離：679mm
4.采用真空電子束進(jìn)行焊接，焊接參數(shù)為：
加速電壓：140KV
焊接束流：22mA
聚焦束流：1946mA
焊接速度：12mm/s
電子束起弧/收弧覆蓋角度：15°
工件距焊槍距離：679mm
5.焊后進(jìn)行常規(guī)的去應(yīng)力熱處理，熱處理溫度為135℃，保溫時(shí)間為4.5h，目的是消除焊接應(yīng)力；
6.對焊縫區(qū)進(jìn)行X光探傷檢驗(yàn)，整個(gè)焊縫內(nèi)部無裂紋、未焊透、未熔合的情況；
7.最終檢驗(yàn)，對齒輪組件進(jìn)行焊后的跳動(dòng)量檢測：長度收縮量為0.08mm，齒端面跳動(dòng)變化量為0.01mm，齒輪軸跳動(dòng)變化量為0.01mm，結(jié)論，合格。