[發(fā)明專利]發(fā)動機用電熱塞焊接工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810044061.2
• 申請日: 2008-12-05
• 公開（公告）號: CN101745735A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳國強;陳志林
• 申請（專利權(quán)）人: 上海齊耀動力技術(shù)有限公司
• 主分類號: B23K15/06
• 分類號: B23K15/06;B23K101/36
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31251
• 代理人: 王法男

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子束焊接領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動機用電熱塞電子束焊接工藝。?

背景技術(shù)

電熱塞一般由殼體、電熱絲、內(nèi)部填充物等組成，電熱絲周圍填充三氧化二鋁等氧化物，殼體為很薄的高溫合金，壁厚約0.3mm～0.8mm，點火時，電熱絲與外接電源導(dǎo)通，迅速發(fā)熱，對可燃氣體點火。電熱塞廣泛應(yīng)用于內(nèi)燃機、鍋爐、熱氣機等領(lǐng)域，特別是在發(fā)動機領(lǐng)域，電熱塞是發(fā)動機的核心元件，它直接關(guān)系到發(fā)動機的工作可靠性和效率、油耗等參數(shù)，而電熱塞與點火器其他零件的連接工藝一直是電熱塞制造的難點，重點要對高溫燃氣形成密封，防止高溫燃氣進入電熱塞內(nèi)部，影響其工作壽命。傳統(tǒng)的內(nèi)燃機用電熱塞與點火器其他部件的連接工藝常采用緊配合壓制錐面機械密封方式，特點是工藝簡單，生產(chǎn)效率高，成本低。?

熱氣機用電熱塞的工作應(yīng)力遠高于內(nèi)燃機，其電熱塞接頭需要可靠的氣密性防止燃氣泄漏，保證使用安全。傳統(tǒng)的機械密封連接方式密封效果不理想，使用過程中存在漏氣現(xiàn)象。最可靠的密封連接形式是采用焊接連接。而熱氣機用電熱塞工作溫度在850℃以上，甚至高達1000℃以上，曾經(jīng)對以下幾種焊接方法進行了試驗：焊管機氬弧焊、手工氬弧焊、真空電子束焊、真空釬焊。由于電熱塞外殼是一種耐熱高溫合金材料，為異種金屬焊接接頭，三種焊接方法都屬于熔化焊接，焊縫中都存在裂紋，都難以保證焊接接頭的氣密性和強度。?

采用釬焊連接工藝，能夠避免焊縫產(chǎn)生裂紋問題，由于熱氣機用電熱塞工作溫度高，釬焊時必須采用鎳基高溫釬料，但鎳基釬料需要較高的加熱溫度，為了防止工件氧化，一般需要采用真空釬焊工藝。真空釬焊試驗結(jié)果表明，釬縫形成圓滑接縫，連接接頭氣密性達到設(shè)計要求。目前大多數(shù)廠家使用的也都是真空釬焊工藝，優(yōu)點是能保證很好的密封要求，強度也較好，但存在如下不足之處：?

1、可靠性差，內(nèi)部電熱絲容易出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，原因是真空釬焊時，由于工件只能放在真空爐內(nèi)整體加熱，電熱塞不可避免地受到長時間高溫加熱影響，導(dǎo)致電熱塞內(nèi)部電阻絲老化所致。?

2、電熱塞使用壽命縮短，短則數(shù)十小時就損壞。?

3、真空爐內(nèi)整體釬焊焊接時間長，生產(chǎn)效率低。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種發(fā)動機用電熱塞焊接工藝，解決傳統(tǒng)的焊接工藝存在的可靠性差、使用壽命短、生產(chǎn)效率低的問題，其具有可靠性好、生產(chǎn)效率高、成本低的優(yōu)點。?

本發(fā)明的目的是通過以下的技術(shù)方案來解決的：?

一種發(fā)動機用電熱塞焊接工藝，其特征在于：a、對待焊接電熱塞部件，包括外殼、接管，進行表面處理，除去其表面油漬和雜質(zhì)；b.按照電熱塞裝配技術(shù)要求在專用工裝上對待焊接電熱塞進行裝配、固定；c、采用工件旋轉(zhuǎn)法進行加熱；d、將裝配固定好的電熱塞移至電子束真空室進行隔離抽?真空，真空度約1×10^-2Pa；e、當真空度達到焊接要求時，利用真空電子束焊機對電熱塞進行電子束釬焊，其中加速電壓U1=20～150kV、電子束流I_b=15～30mA、聚焦電流I_F=400～480mA、工件旋轉(zhuǎn)速度為8～12r/min，焊接時在1050～1100℃溫度停留40～70s。?

上述的發(fā)動機用電熱塞焊接工藝，加熱方式采用散焦加熱、加工件快速旋轉(zhuǎn)的方式，電子束斑直徑為6～10mm。?

上述的發(fā)動機用電熱塞焊接工藝，焊接時采用非接觸式的紅外測溫系統(tǒng)，嚴格控制加熱溫度。?

上述的發(fā)動機用電熱塞焊接工藝，焊接釬料是牌號為BNi-2的鎳基三號釬料。?

采用本發(fā)明的焊接工藝，可以顯著提高電熱塞的可靠性和工作壽命，用該工藝方法制造的電熱塞，釬焊接頭做氣密性試驗，在壓力2.5MPa下穩(wěn)壓15min無泄漏，在發(fā)動機上累計點火4000次以上，仍工作正常，滿足可靠性要求。此外，采用該工藝方法，還可大幅度提高電熱塞的生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，如與真空爐整體釬焊相比，焊接時間可大大縮短，電子束釬焊加熱時間從室溫到釬焊結(jié)束冷卻至400℃以下，只有7min，而真空爐釬焊僅在900℃以上停留時間就達67min以上，整個釬焊周期更需8h以上。?

附圖說明

圖1是電熱塞的結(jié)構(gòu)示意圖。?

具體實施方式