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稱重傳感器焊接方法、原理與特點
發布時間:2015-12-21作者:來源:瀏覽次數:3322

 

稱重傳感器在惡劣的環境條件下和在對穩定性要求較高的條件下工作時,必須對其采用抽真空、充惰性氣體的焊接密封工藝。由于稱重傳感器的結構和制造工藝的特殊性,對焊接技術和焊接工藝裝備有如下要求: 

    1.焊接時的熱影響區盡量小,這就要求在進行結構設計時,焊縫要盡量遠離電阻應變計粘貼位置。

    2.焊縫應均勻、整齊、美觀,盡量不使膜片變形,因此要求將焊接膜片設計成波紋平膜片、杯形膜片,以減少焊接變形,降低殘余應力和對靈敏度的影響。

    3.彈性元件的坡口和焊接膜片尖角應符合焊接要求,焊縫位置開敞易于焊接作業,以保證焊縫質量。

    4.工藝簡單,焊接效率高。

二、焊接方法、原理與特點

    1.電子束焊接

    在電子束焊機真空腔內進行焊接,其焊接工藝是焊機通入電流加熱陰極,使它成為一個能發射電子的電子槍系統,帶有負電荷的電子束高速飛向處于高電位的稱重傳感器外殼、密封模片與彈性元件相貼合的焊縫。焊機的聚焦系統使電子束聚焦,并以極高的速度沖擊到極小面積的焊縫上,將動能轉變為熱能。電子束聚焦越細,能量就越高度集中,可在幾分之一微秒內,使被焊接的極小面積焊縫的溫度升    高到幾千度,從而熔化被焊材料進行焊接密封。

    電子束焊接的特點是:

    (1)焊接在100~1 000 Pa壓力真空腔內進行,不受各種污染物影響。

    (2)焊接時能量快速高度集中,熱影響區小,被焊件不變形。

    (3)適用范圍廣,可焊接各種合金鋼、不銹鋼和有色金屬材料,焊接最小厚度為0.1 mm。

    (4)焊接后彈性元件或電阻應變計處于100~1 000 Pa真空中,是最佳的密封狀態,密封等級可達IP68。

    (5)沒有焊渣,無須清除氧化膜。

    2.激光焊接

    激光光束是由單色的、相位相干的電磁波組成,正因為它的單色性和相干性,激光束的能量才可以匯聚到一個相對較小的點上,其功率密度能達到1×107 W/cHi2以上。當激光束聚焦后射向焊縫時,焊接接頭吸收光能在局部產生高熱,使焊接坡口的尖端熔化而成為一體。

    焊接稱重傳感器膜片時,脈沖激光電源首先把氙燈點亮,使其處于預燃狀態,計算機控制激光電源使氙燈脈沖放電,從而形成一定頻率、一定脈寬的光波,該光經過聚光腔輻射到激光晶體上并使其發光,再經過激光諧振腔諧振后發出波長為1. 06 ym的激光,激光經擴束、反射、聚焦后射向被焊接稱重傳感器的焊縫上,焊縫吸收光能,局部產生高熱而熔化,使彈性元件和膜斤、外殼熔合。

激光焊接的特點是:

    (1)為不接觸焊接,可將彈性元件放在透明真空罩內,實現真空焊接密封。

    (2)能量集中,熱影響區小,焊接的彈性元件、膜片和外殼不變形。

    (3)可熔合不同金屬和合金,并能完成不同材料的異性焊接,如金屬與陶瓷等。

    (4)沒有焊渣,不需要清除氧化膜。

    3.脈沖氬弧焊接

    脈沖氬弧焊接是?;て逑碌緇『傅囊恢?,其特點是工藝簡單、焊接效率高、適應性強,可焊接各種鋼、鋁、鈦合金,焊接厚度0.1~2 mm。缺點是熱影響區較大,對操作者的焊接技術要求高,不適合焊接低容量、體積較小的稱重傳感器。脈沖氬弧焊接設備由高頻脈沖直流焊接電源、氬氣瓶、焊槍及其固定支架、表面鋪有厚度為3~5 mm銅鈑的工作臺和自動旋轉分度頭等組成,可進行手動和自動焊接。脈沖氬弧焊接的特點是:動特性好,脈沖頻率調節范圍寬,輸出電流穩定,電源體積小,焊接技術容易掌握,成本低而焊接質量好。其應用范圍是:

    (1)焊接0.08~1  mm厚度的不銹鋼、合金鋼、鎳基合金、鈦合金及0.5~1 mm厚度的鋁合金。

    (2)用于連續低頻脈沖、高頻脈沖各種焊接過程。

    (3)適合焊接較薄的波紋管、波紋平膜片、杯形膜片等。

    無論是采用電子束焊接、激光焊接、脈沖氬弧焊接還是其他焊接方法,都必須進行嚴格的檢漏,以保證焊接質量。檢漏的方法較多,對于稱重傳感器而言,采用氦質譜檢漏儀進行檢漏是比較理想的方法。為便于氦質譜檢漏儀有效地檢查焊縫質量,稱重傳感器在抽真空后,應充入90%的氮氣和10%的氦氣。


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