本發(fā)明是關(guān)于圍成圓環(huán)形軸封彈簧首尾激光對焊的方法，特別是適應(yīng)于焊接不銹鋼等直徑細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，對軸封彈簧連接有嚴格要求。通常軸封彈簧連接主要有利用過渡接頭機械連接和焊接加工兩種方式。采用過渡接頭機械連接，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)電阻點焊的焊接方法，輸出熱量過大、熱影響區(qū)過寬、電極壓力過大，造成彈簧鋼絲受壓變形，且因電阻點焊為非熔化焊，易造成焊接后鋼絲脆化，稍一受力就斷裂，無法滿足使用要求，很難從工藝參數(shù)上對焊接質(zhì)量進行有效控制，無法從根本上避免軸封彈簧斷裂，造成零件報廢。如果采用常規(guī)的激光焊接方法，功率密度過高、穿透力過強、能量過于集中，接頭部位在焊接中易塌陷、燒穿，特別是焊接過程中產(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，無法滿足使用要求，造成零件報廢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(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。

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

一種軸封彈簧首尾激光對焊的方法，其特征在于包括如下步驟：

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

(b)用對焊工裝將圓柱彈簧圍成圓環(huán)形并首尾對接，緊密貼合在一起；采用對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，取任意一個具體數(shù)值，將激光焦點位置調(diào)節(jié)到工件表面以下0.40mm～0.50mm，控制脈沖激光上升時間為5～10ms、下降時間為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所 產(chǎn)生的熱量，對軸封彈簧首尾對接接頭部位的激光對焊連接點2處實施瞬間焊接，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)明通過程序設(shè)置脈沖波形，采用脈沖激光對圍成圓環(huán)形軸封彈簧首尾對接處實施定位焊接，一次焊接熔融成型，對激光焊接設(shè)備無其他要求，操控簡便、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于與普通焊接和過渡接頭機械連接方法，焊接后軸封彈簧的連接強度高、可靠性好，相對于常規(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，所需工藝流程簡單，成型效率高，焊后產(chǎn)品合格率達到100％。經(jīng)破壞性檢查，焊接強度、熔深、熔透性等各項指標完全滿足設(shè)計要求。

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

本發(fā)明操作簡便、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、可靠性低的問題。本方法適用于任意直徑細小零件的焊接加工。

附圖說明

圖1是本發(fā)明圍成圓環(huán)形軸封彈簧首尾相連對焊的示意圖。

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

具體實施方式

參見圖1。以下實施例中將進一步說明本發(fā)明，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而對本發(fā)明沒有限制。

焊前準備。用機械方法去除軸封彈簧待焊處零件表面的氧化物，焊前用有機清洗劑丙酮對彈簧待焊處接頭附近嚴格的清洗。通過對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彎曲對接，圍成首尾相接的緊密貼合圓環(huán)，對連接處施加預(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 一個具體數(shù)值，設(shè)定脈沖激光波形焊接程序。通過程序設(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所產(chǎn)生的熱量，對軸封彈簧首尾對接接頭部位的激光對焊連接點2處實施瞬間焊接，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，將彈簧固定，對其接頭處實施脈沖激光點焊時，為有利于迅速加熱改善吸收性能，合理設(shè)置峰功值。激光焦點位置對熔深影響很大，在設(shè)定較小的脈沖功率下，將激光焦點位置調(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、下降時間為15～20ms。隨后，為了避免金屬強烈蒸發(fā)，有利于避免強烈飛濺的同時增加熔深，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)時間，徹底排除熔池內(nèi)的非溶解氣體。利用激光上升下降時所產(chǎn)生的熱量實施瞬間焊接，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。

通過上述措施，將圍成圓環(huán)形的彈簧首尾相連激光對焊，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)可進行不同直徑、不同材質(zhì)的絲材焊接。