本發(fā)明是關(guān)于圍成圓環(huán)形軸封彈簧首尾激光對(duì)焊的方法，特別是適應(yīng)于焊接不銹鋼等直徑細(xì)小絲狀金屬焊接熔融成型的加工方法。

背景技術(shù)：

軸封彈簧是航空儀表上重要零部件之一，其制造的精度直接影響產(chǎn)品的重要特性。因此，對(duì)軸封彈簧連接有嚴(yán)格要求。通常軸封彈簧連接主要有利用過(guò)渡接頭機(jī)械連接和焊接加工兩種方式。采用過(guò)渡接頭機(jī)械連接，連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，且生產(chǎn)效率低，不便于批量生產(chǎn)。采用常規(guī)電阻點(diǎn)焊的焊接方法，輸出熱量過(guò)大、熱影響區(qū)過(guò)寬、電極壓力過(guò)大，造成彈簧鋼絲受壓變形，且因電阻點(diǎn)焊為非熔化焊，易造成焊接后鋼絲脆化，稍一受力就斷裂，無(wú)法滿足使用要求，很難從工藝參數(shù)上對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行有效控制，無(wú)法從根本上避免軸封彈簧斷裂，造成零件報(bào)廢。如果采用常規(guī)的激光焊接方法，功率密度過(guò)高、穿透力過(guò)強(qiáng)、能量過(guò)于集中，接頭部位在焊接中易塌陷、燒穿，特別是焊接過(guò)程中產(chǎn)生的焊瘤、尖端及銳棱明顯高于彈簧圓環(huán)形外包絡(luò)面，無(wú)法滿足使用要求，造成零件報(bào)廢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提出一種質(zhì)量穩(wěn)定、效率較高，圍成圓環(huán)形軸封彈簧焊接后熔深適中、焊縫規(guī)則、接頭光亮、熔化均勻，焊接處無(wú)高于彈簧圓環(huán)形外包絡(luò)面的焊瘤、尖端及銳棱的加工方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種軸封彈簧首尾激光對(duì)焊的方法，其特征在于包括如下步驟：

一種軸封彈簧首尾激光對(duì)焊的方法，其特征在于包括如下步驟：

(a)首先用機(jī)械方法去除彈簧首尾對(duì)接處接頭部位表面的氧化物，然后用有機(jī)清洗劑，對(duì)軸封彈簧接頭部位進(jìn)行清洗，

(b)用對(duì)焊工裝將圓柱彈簧圍成圓環(huán)形并首尾對(duì)接，緊密貼合在一起；采用對(duì)焊工裝將圓柱形的軸封彈簧首端1和軸封彈簧尾端3彎曲對(duì)接，圍成首尾相接的緊密貼合圓環(huán)，

(c)設(shè)定前陡后緩脈沖波形激光焊接程序，在激光峰功率為20％～30％，脈沖寬度為25～35ms,離焦量為-0.5～0mm工藝參數(shù)中，取任意一個(gè)具體數(shù)值，將激光焦點(diǎn)位置調(diào)節(jié)到工件表面以下0.40mm～0.50mm，控制脈沖激光上升時(shí)間為5～10ms、下降時(shí)間為15～20ms，使激光按照脈沖波形前陡后緩的斜率快速上升到峰值后，緩慢下降，利用激光上升下降時(shí)所 產(chǎn)生的熱量，對(duì)軸封彈簧首尾對(duì)接接頭部位的激光對(duì)焊連接點(diǎn)2處實(shí)施瞬間焊接，熔化焊接成一體。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

本發(fā)明通過(guò)程序設(shè)置脈沖波形，采用脈沖激光對(duì)圍成圓環(huán)形軸封彈簧首尾對(duì)接處實(shí)施定位焊接，一次焊接熔融成型，對(duì)激光焊接設(shè)備無(wú)其他要求，操控簡(jiǎn)便、質(zhì)量穩(wěn)定、精確可控、效率較高，激光焊接后熔深適中、焊縫規(guī)則、接頭光亮、熔化均勻，焊接處無(wú)高于彈簧圓環(huán)形外包絡(luò)面的焊瘤、尖端及銳棱。

本發(fā)明所述脈沖激光焊接方法相對(duì)于與普通焊接和過(guò)渡接頭機(jī)械連接方法，焊接后軸封彈簧的連接強(qiáng)度高、可靠性好，相對(duì)于常規(guī)激光焊接，穩(wěn)定性好，可靠性高，避免了焊接處的焊瘤、尖端及銳棱高于彈簧圓環(huán)形外包絡(luò)面。

本發(fā)明所述加工方法是對(duì)圍成圓環(huán)形軸封彈簧首尾相連一次焊接熔融成型，所需工藝流程簡(jiǎn)單，成型效率高，焊后產(chǎn)品合格率達(dá)到100％。經(jīng)破壞性檢查，焊接強(qiáng)度、熔深、熔透性等各項(xiàng)指標(biāo)完全滿足設(shè)計(jì)要求。

本發(fā)明對(duì)設(shè)備無(wú)其他要求，在一般激光焊機(jī)上即可完成軸封彈簧首尾相連的焊接。

本發(fā)明操作簡(jiǎn)便、質(zhì)量穩(wěn)定、效率較高，焊接后熔深適中、焊縫規(guī)則、接頭光亮、熔化均勻，焊接處無(wú)高于彈簧圓環(huán)形外包絡(luò)面的焊瘤、尖端及銳棱。解決了常規(guī)連接工藝復(fù)雜、穩(wěn)定性差、可靠性低的問(wèn)題。本方法適用于任意直徑細(xì)小零件的焊接加工。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明圍成圓環(huán)形軸封彈簧首尾相連對(duì)焊的示意圖。

圖中：1軸封彈簧首端，2激光對(duì)焊連接點(diǎn)，3軸封彈簧尾端，圖中虛線代表圍成環(huán)型的軸封彈簧。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1。以下實(shí)施例中將進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而對(duì)本發(fā)明沒(méi)有限制。

焊前準(zhǔn)備。用機(jī)械方法去除軸封彈簧待焊處零件表面的氧化物，焊前用有機(jī)清洗劑丙酮對(duì)彈簧待焊處接頭附近嚴(yán)格的清洗。通過(guò)對(duì)焊工裝將清理干凈的圓柱形的軸封彈簧首端1和軸封彈簧尾端3彎曲對(duì)接，圍成首尾相接的緊密貼合圓環(huán)，對(duì)連接處施加預(yù)緊力，以便穩(wěn)定可靠焊接。

選擇激光峰功率、脈沖寬度、離焦量工藝參數(shù)。在工藝參數(shù)的選擇上，可以選擇，激光峰功率為20％～30％，脈沖寬度為25～35ms,離焦量為-0.5～0mm工藝參數(shù)中，取任意 一個(gè)具體數(shù)值，設(shè)定脈沖激光波形焊接程序。通過(guò)程序設(shè)置前陡后緩的脈沖波形，使激光按照一定的脈沖波形斜率快速上升到峰值后，緩慢下降，利用激光上升下降時(shí)所產(chǎn)生的熱量，對(duì)軸封彈簧首尾對(duì)接接頭部位的激光對(duì)焊連接點(diǎn)2處實(shí)施瞬間焊接，熔化焊接成一體。在脈沖激光波形下降階段，焊接部位金屬蒸汽壓力減小的情況下，延長(zhǎng)脈沖后沿，緩慢下降，以使已熔金屬填滿在脈沖起始階段內(nèi)形成的凹坑。在焊接中采取氬氣側(cè)吹方式減少等離子云，增加焊接熔深。

根據(jù)不銹鋼材料的特點(diǎn)，將彈簧固定，對(duì)其接頭處實(shí)施脈沖激光點(diǎn)焊時(shí)，為有利于迅速加熱改善吸收性能，合理設(shè)置峰功值。激光焦點(diǎn)位置對(duì)熔深影響很大，在設(shè)定較小的脈沖功率下，將激光焦點(diǎn)位置調(diào)節(jié)到工件表面以下0.45mm-0.55mm，最大限度發(fā)揮激光熔透效力并使焊縫成形良好，以消除熔深不均的缺陷。

脈沖波形采用“焊前預(yù)熱、焊后緩冷”消除殘余應(yīng)力及焊縫開裂的敏感性，脈沖波形前陡后緩，使能量快速上升到峰值，控制脈沖激光上升為5～10ms、下降時(shí)間為15～20ms。隨后，為了避免金屬?gòu)?qiáng)烈蒸發(fā)，有利于避免強(qiáng)烈飛濺的同時(shí)增加熔深，脈沖峰值宜迅速降低并維持繼續(xù)加熱，而且在蒸汽壓力減小的情況下，為有助于在熔池金屬開始結(jié)晶前填滿凹坑，以使已熔金屬填滿在脈沖起始階段內(nèi)形成的凹坑，延長(zhǎng)脈沖后沿，緩慢下降，使激光“快升緩降”，合理分配焊接能量。為防止熔池金屬冷凝后形成氣孔，增加脈沖持續(xù)時(shí)間，徹底排除熔池內(nèi)的非溶解氣體。利用激光上升下降時(shí)所產(chǎn)生的熱量實(shí)施瞬間焊接，將圓柱軸封彈簧首尾連接部位熔化成球狀，焊接成一體，焊接處無(wú)高于彈簧圓環(huán)形外包絡(luò)面的焊瘤、尖端及銳棱。重新設(shè)置激光脈沖波形及工藝參數(shù)可進(jìn)行不同直徑的絲狀材料的焊接。

接頭焊縫熔寬、熔深由焊接程序及工藝參數(shù)決定。對(duì)于不同材質(zhì)厚度的絲材只需調(diào)整焊接程序、重新設(shè)置工藝參數(shù)即可改變輸入焊接熱量完成加工。

通過(guò)上述措施，將圍成圓環(huán)形的彈簧首尾相連激光對(duì)焊，熔化成一體，從而完成軸封彈簧的制造。重新設(shè)置脈沖波形、工藝參數(shù)可進(jìn)行不同直徑、不同材質(zhì)的絲材焊接。