一种铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法与流程

本发明涉及一种铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法，属于材料的连接领域。

背景技术：

1、液冷壳体是电子设备中具有内部流道的散热结构，综合其结构力学性能、重量和散热的要求，液冷壳体通常选用5a06铝合金。随着电子设备结构尺寸的集中，发热功率的加大，结构对流道的空间限制越来越大，结构尺寸越发紧凑，采用传统的熔焊或者搅拌摩擦焊已不适合未来冷液壳体的生产需求。电子束焊接能量集中，焊缝尺寸小，在液冷壳体制造中具备优势，采用电子束焊接实现盖板和流道的连接是常见的选择。

2、然而5a06含有易挥发元素mg较多，且在电子束焊中常因为设计锁底窄，散热条件差、单次焊接时间长、凹陷是常遇到的焊接缺陷。浅凹陷(通常小于0.3mm)可以通过散焦电子束补焊，消除焊缝凹陷。但是对于较深的凹陷(超过0.5mm)，则难以通过电子束直接补焊后，凹陷难以完全消除。采用其它的补焊方法，如激光填丝、氩弧焊填丝由于缺乏真空保护、热输入大等原因难以满足补焊后对接头组织和性能的要求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了5a06液冷壳体电子束焊接凹陷补焊的难题。

2、本发明目的通过以下技术方案予以实现：

3、一种铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法，包括：

4、(1)铝合金液冷壳体焊接凹陷预处理技术：采用丙酮对凹陷部位进行清洗，去除凹陷可能附着的杂质；采用钢丝刷和三棱刮刀对凹陷处的氧化皮及部分金属进行刮削打磨，直到凹陷处露出完整的金属光泽，无氧化皮等杂质，

5、(2)预置焊丝工艺方法：焊丝的处理，采用1.6mm粗的5b06焊丝，用丙酮进行擦拭，钢丝刷打磨掉外表的氧化皮，根据凹陷的深度切成相应的长度，焊丝的长度比凹陷深度大0.3-0.5mm。逐段将焊丝竖直放入凹陷，用锤头和样冲完成对焊丝的机械固定。

6、(3)电子束补焊凹陷的工艺过程。

7、a)电子束点焊定位：用小束流对填充的焊丝进行电子束定位，定位参数：聚焦状态为表面聚焦，高压50kv，束流大小2ma，定位点焊时间3-4秒。

8、b)小束流封焊接：按照液冷壳体原有电子束凹陷附近轨迹运行程序，束斑相对于工件移动，进行小束流封焊，高压50kv，束流大小2ma，焊接速度900mm/min。

9、c)正式焊接：采用产品初次焊接相同的参数进行正式焊接。

10、d)修饰焊接：正式焊后冷却出炉观察，如外观质量不良，有咬边、小凹陷等可入炉修饰焊接。

11、本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

12、(1)本发明采用预置焊丝电子束补焊方法，相较于氩弧焊填丝补焊方法，可以有效控制焊接热输入，减少了由于补焊带来焊缝及热影响区组织性能下降的风险。

13、(2)本发明采用预置焊丝电子束补焊方法，相较于氩弧焊填丝补焊方法，能够有效控制焊接热输入引起的焊接变形，减小焊缝附近液冷壳体边缘部分由于热量累积造成的塌边塌角的现象。

14、(3)本发明采用预置焊丝电子束补焊方法，相较于直接电子束补焊的方法，采用预置焊丝的方法，有效地弥补了由于深凹陷带来基体金属不足，解决了补焊后焊缝表面凹陷的问题。

15、(4)通过引入填充焊丝电子束补焊，弥补由于电子束多次熔化带来的焊缝低熔点金属元素烧损，调节了焊缝组织的成分，提升了焊接接头的综合力学性能。

技术特征：

1.一种铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法，其特征在于，电子束凹陷补焊依次包括：焊丝电子束定位、小束流封焊、凹陷电子束补焊、修饰焊接。

3.根据权利要求1所述的铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法，其特征在于，预置焊丝剪切，剪切后长度比凹陷深度长0.3-0.5mm，并排放入深凹陷后机械固定。

4.根据权利要求1所述的铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法，其特征在于，焊丝电子束定位的参数及工艺包括：先定位凹陷中间点，再依次向凹陷长度的两个方向移动预定距离，再进行定位，直到每段预置焊丝均完成定位焊接；定位参数为：聚焦状态为表面聚焦，高压50kv，束流大小2ma，定位点焊时间3-4秒。

5.根据权利要求1所述的铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法，其特征在于，小束流封焊的参数及工艺包括：按照液冷壳体原有电子束凹陷附近轨迹运行程序，束斑相对于工件移动，进行小束流封焊，高压50kv，束流大小2ma，焊接速度900mm/min。

6.根据权利要求1所述的铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法，其特征在于，采用钢丝刷去除凹陷处的氧化皮，对局部钢丝刷打磨不到的地方，采用三棱刮到进行局部的刮削处理，直到整个深凹陷露出全部的金属光泽。

7.根据权利要求1所述的铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法，其特征在于，将处理好待补焊深凹陷缺陷的液冷壳体放入真空室中抽真空，当真空室真空度低于7×10-2pa时，进行电子束补焊。

8.根据权利要求1所述的铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法，其特征在于，正式焊后冷却出炉观察，如外观质量不良，入炉修饰焊接，修饰焊接参数与产品原始规定的修饰焊接参数相同。

技术总结
一种铝合金液冷壳体深凹陷电子束补焊方法，包括：用丙酮对凹陷部位进行清洗，然后用三棱刮刀去除凹陷处的氧化皮等杂质，露出完整的金属光泽。对5B06焊丝用丙酮进行擦拭，钢丝刷打磨，用手钳根据凹陷的形状剪切成相应的形状，用样冲、锤头完成焊丝在凹陷处的机械固定。入炉进行电子束凹陷补焊，凹陷的补焊包括以下步骤：焊丝电子束定位、小束流封焊、凹陷电子束补焊，修饰焊接。该方法通过预置焊丝填充金属，可以有效解决5A06铝合金电子束焊接由于放电、锁底塌陷等原因造成表面凹陷过深，无法通过直接修饰焊接完成缺陷修复的难题。

技术研发人员：赵宇星,戎磊,张俊杰,胡太文,孙建秋,康黎,李海刚
受保护的技术使用者：航天材料及工艺研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23