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1特殊构件的焊接技术.doc

1特殊构件的焊接技术

平凡的程序员小强
2018-09-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《1特殊构件的焊接技术doc》,可适用于工程科技领域

资料来源电子下载网下载时间::本文地址http:ujjcomdianluchangshihtml特殊构件的焊接技术摘要:介绍膜盒电容储能缝焊技术压力传感器真空电弧封焊技术和制冷压缩机零部件的电阻焊与电弧焊技术并对相应的焊接设备作简要介绍。关键词:膜盒压缩机电阻焊真空电弧焊塞焊Welding technology of special componentsLI Jing�longBAI GangZHANG YongMA Cai�xiaYANG Si�qian    本文在分析几种典型的焊接结构特点的基础上提出合理的焊接方法与工艺。着重介绍膜盒等精密构件的焊接特点与质量控制并简要介绍制冷压缩机各种零、部件的点、凸焊和电弧焊工艺。1膜盒的电容储能缝焊技术1.1焊接材料与结构    用来测量飞机油量的等数值的膜盒如图所示。其结构分为上、下两部分为0.1~0.3mm的铍青铜冲压件。在生产中用电阻缝焊的方法将两部分焊接在一起焊缝要求密封。    由于铍青铜膜盒具有良好的导电、导热性且厚度较薄热时间常数很小。因此一般采用小功率的电容储能缝焊来焊接。然而电容储能缝焊的电流上升速率很快焊接过程对规范参数的变化很敏感。因此当网络电压发生变化时膜盒的焊接质量就会受到很大的影响。为此专门研制了电容储能缝焊机的单片机恒压控制系统以从根本上解决网压被动对膜盒焊接质量的影响并进一步提高焊接过程的控制精度。1.2控制原理与方法    抑制网压波动从根本上讲就是在网压发生波动时维持电容充电电压的恒定。    图是电容储能缝焊机主电路原理图。图中380V的交流电压经由变压器T1升压到400V在网压的正半周经由可控硅V1整流后给电容C充电。充电电压的峰值可通过调节V1的控制角α1实现。在网压的负半周可控硅V2触发电容C经由变压器T2快速放电实现缝焊过程。图是电容充放电与网络电压的对应关系。可以看出焊接电流的脉冲频率最高为50Hz。改变两次充放电的时间间隔即改变焊接电流的脉冲频率。    图给出了充电回路的等效电路图。很明显充电电压ucmax与电源峰值电压um、V1的触发角α1、以及电容C有关。因此当电容C选定后在网压um波动时可以通过调节触发角α1实现充电电压uumax的恒定。下面对电路进行分析。    电源电压可由下式给出    u=umsin(ωt+α)(1)    式中α即V1的触发角α1。    于是可求得电容C上的充电压值    式中    由上式可见控制角α与充电电压Uc之间是一个十分复杂的非线关系。直接通过改变控制角α来控制和修正充电压峰值Ucmax在实际操作上是十分不便的。下面对式(2)进行分析。    为了求得极值Ucmax需要对式(2)进行微分并令得    ωcos(ωt+φ-90°)    (3)    将设定的R和C值代入式(3)用赋值法可求出α=f(t)的函数值。由于分析的是Uc的第一半周的变化过程因此只选择α=f(t)关系中的0~180°的初相角进行相关计算。   将式(3)求出的α、t数组以及给定的R、C值代入式(2)中可以得出在不同的um下的α与充电电压峰值ucmax的对应关系。然后将这一关系制成数表存入计算机以备调用。    在进行实时控制时先将设定的Ucmax和C值读入内存然后再采样Um。根据Ucmax、C、及Um值查表α=f(UcmaxUmC)即可求出α。由于查表控制过程十分迅速故不会产生时序问题。    控制系统采用8MHz的位单片机。在网压波动±15%时即T�1次级电压的变化范围为324~436V时最大控制误差小于1.5%。满足了膜盒的生产要求并使产品的焊接合格率由原来的60%提高到90%以上经济效益十分明显。2压力传感器真空电弧封焊技术2.1焊接结构简介    如图所示这种型号的压力传感器是在气压下充入惰性气体然后进行封孔焊接。传感器采用1Cr18Ni9Ti制造。要封的进气孔直径为Φ0.5mm预制成Φ1.3mm的凸台。首先将传感器置于真空室中进行抽真空―充惰性气体的反复循环过程直到真空室压力达到要求。再稳定数分钟使传感器内外压力达到平衡后对进气孔进行封焊。2.2焊接工艺    传统的真空电弧焊采用的是空心电极并由电极内孔向焊接区通入适量的保护气体。但对于传感器的焊接为了保证传感器内的压力值不变不允许向焊接区另通保护气体。同时真空电弧焊时电弧的压缩效应较差弧柱发散电弧的能量密度不高指向性较差这就需要工艺上采取有效措施进行控制。    不熔化极电弧焊一般采用铈钨作电极但试验表明在真空条件下(600Pa)采用石墨电极可以获得较好的电弧引燃特性和燃烧稳定性。这可能是由于石墨比铈钨具有更高的熔点和更高的阴极斑点温度从而维持了更高温度下的电子发射所致。当然为了更好地维持电弧的稳定性需要设计电极的端面形状并对工件的表面进行适当处理。研究表明压低弧隙的长度对于抑制弧柱扩散、维持电弧稳定性都是有益的。试验中取弧隙长度为1mm相应的焊接电流为18A焊接时间为0.5s。2.3真空电弧焊设备简介    真空电弧焊设备主要由真空室、转盘与换位定位机构、真空电弧发生器及三维调节系统、工作台、控制箱、及焊接电源组成。    真空室采用8mm厚的不锈钢制造内装有辅助光源门上装有可视窗。真空室内转盘上一次可安放个工件设定个工位按顺序进行焊接。焊接过程的顺序控制系统采用可编程序控制器(PLC)开发。采用非接触式引弧方式为此专门设计了一套真空下使用的引弧装置。该设备具有焊接质量好自动化程度高结构紧凑外表美观等特点。3压缩机焊接技术3.1压缩机结构与焊接特点    从一般的冰箱、空调压缩机到3~5P的制冷压缩机其种类很多形状各异但其壳体结构大体类似一般由上、下封头筒体底座吸、排气管密封接线座等组成如图所示。压缩机壳体一般采用低碳钢(10#、20#钢等)制造其零、部件较多大多采用电阻焊、电弧焊和钎焊方法进行连接。焊接质量除了强度要求外主要是气密性要求焊后一般要进行3.5MPa的气密性试验和10.5MPa的水压性试验。下面介绍几组典型零、部件的焊接工艺。3.2上、下封头与筒体的环缝焊接    上、下封头与筒体的环缝焊接采用了MAG焊工艺。保护气体采用了Ar+CO2混合气体以提高熔滴过渡稳定性和获得足够的焊缝宽度。该组工艺的特点是采用了工件自动定位与气动自动压紧焊枪自动到位及焊接程序自动控制等功能实现了环缝焊接过程的自动化从而提高了焊接效率与焊接质量减轻了劳动强度。    下封头与筒体的焊接装置如图所示。焊缝为插套式搭接接头。焊枪安装在三维调节机构上以实现焊枪的定位。工件装配后置于转台上上方采用气缸压紧。转台由同轴电机―减速机构驱动旋转。该机构具有运行稳定可靠体积小的特点。上封头与筒体的焊接装置如图所示。焊缝采用了对接接头形式并单边开V型坡口。和上套焊接装置不同的是工件由轴承导轨垂直推入焊接位置并气动压紧。然后将整个机构由气缸驱动推到倾斜45°进行焊接焊完后拉回垂直位置退出工件。焊枪安装了三维调节机构以便精确调整焊枪位置。焊枪送进与退出焊接位置也采用气动实现。整个焊接过程需要进行动作的协调。3.3机芯座与筒体的塞焊焊接    机芯座安装在筒体内并和筒体相配合是铸铁件。其与筒体的定位采用了塞焊工艺参阅图。   如图所示机芯座上打孔并埋入低碳钢销钉然后在筒壁相应的位置上打孔将塞焊点焊到销钉上。    焊接过程采用了如图10所示的四点塞焊装置其特点是采用了两把焊枪同时对相对的两点进行塞焊然后由气缸驱动将工件旋转°进行另两点的塞焊。因此和上两台设备不同的是转台的旋转电机换成了气缸以实现零件焊接工位的变换。    以上三台装置均采用了可编程序控制器(PLC)对焊接动作程序进行顺序控制并充分考虑了动作间的协调与互锁。采用进口气体配比器对保护气体流量进行严格控制从而保证了工艺过程的稳定性。3.4密封接线座与筒体的凸焊焊接    密封接线座安装示意如图所示。密封接线座为三芯插座直径为Φ30~38mm采用玻璃体封装。因此焊接过程中要控制玻璃体温度不得超过300℃。一般采用大容量电容储能凸焊机(30000Ws如TR-25K电容储能凸焊机)进行焊接。如有可能也可以采用交流凸焊机(400kVA如TN-440型交流凸焊机)进行焊接。3.5吸(排)气管与筒体的凸焊焊接    吸(排)气管为紫铜管。对于小功率压缩机其直径为Φ10~12mm。传统工艺是采用钎焊方法将其焊到压缩机壳体上但焊后对焊剂的清洗是个难题。为了解决这一问题目前已逐步过渡到“钎焊凸焊”工艺。即先将紫铜管钎焊到一个钢套上再将钢套采用凸焊工艺焊到封头或筒体上。3.6其它    消音器组合件焊接主要考虑了工件表面质量的要求一般采用电容储能点焊实现。底座与壳体的焊接一般预制2~4个Φ4~6mm的凸焊点采用凸焊焊接。还有档油板、接水盘、接水盘支架、保护盒的焊接等均采凸焊工艺实现。    对于连杆组合件的对焊焊接如图所示需要将钢球与连杆以及连杆与滑套组合焊装成一体。钢球为成品采用轴承钢制造。连杆和滑套为低碳钢。焊接中球体外表面温度不得超过200℃不得破坏钢球的表面质量同时焊接尺寸精度要求较高。为此必须从焊接规范选择、焊接有效保护上采取严格的措施。为了保证焊接接头的机械强度焊接规范要同时考虑焊缝的焊后热处理。焊接过程中采用了两台焊机分别对钢球与连杆、及连杆与滑套进行对焊焊接。推荐阅读:(按住Ctrl鼠标左键点击标题可以打开详细内容)、IC检测方法、什么是遥感技术、什么是无线网址、制冷设备维修技巧、什么是色温、手机RF设计问答、微波简史、微波小知识、卫星导航知识、卫星与遥感技术

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