浙江至德鋼業(yè)有限公司動力艙段殼體的電子束焊接工藝流程如下：

1. 動力艙段殼體

  動力艙段殼體是由前連接環(huán)、筒體、后連接環(huán)、4根加強肋和6個固定片共5種13個零件組成，為焊接構件，其結構如圖4-24所示。筒體與前連接環(huán)為對接焊縫，筒體與加強肋、固定片采用14條搭接焊縫，焊縫總長約為3000mm。材質為時效不銹鋼。

2. 時效不銹鋼焊接性分析

  時效不銹鋼在固溶狀態(tài)下得到馬氏體組織，由于這是一種超低碳的馬氏體，其硬度低、塑性好，這就避免了焊接裂紋的形成，因此焊接性能良好，且焊前無需預熱，焊后也不要緩冷。但焊接時，在時效不銹鋼的熱影響區(qū)中會出現(xiàn)一個軟化區(qū)域，組織結構為馬氏體和逆轉奧氏體，即在馬氏體基體上分布彌散的奧氏體組織，而且奧氏體的數(shù)量會隨焊接熱輸入的增大而增加。由于這些奧氏體組織不能經(jīng)過隨后的時效而硬化，故表現(xiàn)出強度低、硬度低的特點。因此，時效不銹鋼在用熔焊方法焊接時必須嚴格限制熱輸人，采用電子束焊接方法最為合適。

3. 焊接技術難點和工藝措施

  動力艙段殼體是一個筒形薄壁焊接構件，其剛度差、易變形、工藝性能不好。筒體是通過旋壓、碾展而成，冷作硬化現(xiàn)象十分嚴重，存在較大的內應力。在筒身的同一截面上平行存在8條非穿透性焊縫（搭接焊縫），筒體的兩端還要焊接兩條環(huán)形對接焊縫，焊縫總長度達3000mm之多，在焊接過程中不可避免地產(chǎn)生收縮變形，可以想像在整個殼體存在著很大的內應力，要保證殼體圓周和長軸方向的精度有一定難度。同時，對焊縫的質量也有嚴格的要求：穿透性焊縫的對接焊縫要達到航天部標準I級焊縫；非穿透性的搭接焊縫定為航天部標準II級焊縫。為此，提出了嚴格的工藝措施，要求設計出必要的焊接夾具來保證動力艙段殼體各零件的裝配精度和焊接。焊接夾具要求結構簡單，裝卸方便，定位可靠，加工容易，成本較低；保證焊接過程的穩(wěn)定性、連續(xù)性和電子束的可達性、操作的可視性；精度公差范圍為焊接零件焊后尺寸精度公差范圍的1/3。焊接夾具由不銹鋼材質制造，本身要無剩磁。一共設計出三套：前后連接環(huán)焊接夾具；加強肋焊接夾具；固定片焊接夾具。

  采取上述措施，使這種筒形、薄壁結構件在焊接過程所產(chǎn)生的變形量得到了較好的控制。

4. 焊接工藝

  a. 焊前準備 

      要嚴格打磨消除各焊接零部件及焊接夾具上的油污、銹蝕及氧化皮等。要把零件內外表面用丙酮或無水酒精清洗干凈，同時要清洗焊接夾具，還要去除各零件上剩磁，使其磁感應強度不大于2x10-5T。

  b. 裝配精度 

      對接邊錯位量≤0.1mm，接縫間隙≤0.05mm，加強肋和固定片與筒體之間的間隙應控制在0.03mm之內，達到此要求后方可裝配到焊機的焊接轉臺上，準備施焊。

5. 焊接參數(shù)

  分別在3лУ-K1中壓電子束焊機和ZD150-15A高壓電子束焊機上施焊，焊接參數(shù)見表4-60。

注：定位焊時，圓周方向共8個點，對稱定位，點距30mm；封焊時，焊透深度為（1/5～1/4）壁厚；焊接時工作室真空度為3×10^-2Pa。

6. 焊接質量檢驗

  所有環(huán)形焊縫外觀均勻，過渡平滑，焊縫寬窄一致，成形美觀，正面余高≤0.4mm，背面余高＋錯位量≤0.5mm。X射線檢測結果表明，所有環(huán)形焊縫均達到了航天部標準I級的設計要求。

  加強肋焊縫和固定片焊縫見表4-61，均達到了航天部標準II級所規(guī)定的外觀和內部質量要求。

  隨產(chǎn)品焊接的環(huán)形焊縫接頭的試板進行了力學性能考核，焊接接頭的強度不小于母材強度的90％，滿足設計圖樣要求。