[發明專利]一種箔片式動壓止推氣體軸承的焊接方法及焊接裝置

有效

• 申請號: 201410410422.6
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104259659A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 王紅;何波;王帥
• 申請（專利權）人: 石家莊金士頓軸承科技有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/70;B23K37/04
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 李志民

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，涉及一種激光焊接方法，具體涉及一種箔片式動壓止推氣體軸承的焊接方法和焊接裝置。

背景技術

箔片氣體軸承是一種自作用彈性支承空氣動壓軸承。它由軸承套、彈性支承結構和頂層箔片等構成。與普通轉子軸承相比，它具有轉速高，精度好，可靠性高，無油潤滑，摩擦損耗小，能在高溫環境下工作等一系列優點。箔片氣體軸承在航空航天和國防軍工等領域具有廣闊的應用前景，包括新一代戰機、高溫燃氣輪機、巡航導彈、超低溫冷卻系統。同時，彈性箔片軸承技術也是?21?世紀分布式能源系統微型燃氣輪機核心技術之一。

箔片軸承最早在1928年出現，由于箔片軸承具有穩定性好，耐振動，耐沖擊，對環境無污染等優點，箔片止推軸承出現在本世紀70年代，已廣泛應用于多種高速旋轉機械，并取得了良好的應用效果。箔片式動壓止推氣體軸承由作為基體的底板、平箔、波箔三部分焊接而成。平箔和波箔均為0.1-0.2mm厚的合金材料，底板為0.4mm的鋼板，采用普通對焊方法，會造成底板嚴重變形，平箔和波箔被焊透，焊接不良。采用逆變焊接工藝，還是會在底板背面出現凸點，焊接強度不均勻，影響軸承制造質量。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供一種箔片式動壓止推氣體軸承的焊接方法，避免焊接后底板出現變形和凸點的問題，提高焊接強度的均勻性、一致性和軸承產品的制造質量。本發明的另一目的是提供一種實現上述方法的焊接裝置。

本發明的技術方案為：箔片式動壓止推氣體軸承焊接的方法，焊接步驟如下：

⑴通過控制器編制焊接程序、調整焊接參數，焊接參數包括光點大小、電流強度、激光脈沖寬度、單脈沖能量和頻率；

⑵在操作臺上安裝好底座和分度盤，將軸承底板放在分度盤上面，用波箔定位盤壓緊，插上三個定位銷，通過固定孔用螺栓將軸承底板及波箔定位盤固定在操作臺上；

⑶移動激光焊機的激光頭至定位工裝的焊接位置，將波箔放在波箔定位盤的波箔定位槽內進行焊接，焊接完一片波箔后旋轉分度盤，將下一個波箔定位槽旋轉到焊接位置繼續進行焊接；

⑷焊接完波箔后取下波箔定位盤，換上頂箔定位盤、插上三個定位銷，通過固定孔用螺栓將軸承底板及頂箔定位盤固定在操作臺上；

⑸將頂箔放在頂箔定位盤的頂箔定位槽內進行焊接，焊接完一片頂箔后旋轉分度盤，將下一個頂箔定位槽旋轉到焊接位置繼續進行焊接；

⑹焊接完頂箔后，從定位工裝上取下箔片軸承。

光點調節范圍0.1mm～3.0mm；電流強度20～120mA；激光脈沖寬度0.1～20ms；單脈沖能量330～380J；頻率1.0～100Hz。

本發明箔片式動壓止推氣體軸承的焊接裝置，包括控制器、水冷系統和操作臺，操作臺上裝有定位工裝。焊接裝置設有激光焊機，激光焊機設有激光頭。定位工裝包括底座、分度盤----------------------、波箔定位盤、頂箔定位盤和定位銷。底座與操作臺剛性連接，分度盤及附件放置于底座上，通過----------------------中心孔固定在操作臺。波箔定位盤和頂箔定位盤設有固定孔和定位孔，波箔定位盤和頂箔定位盤分別通過固定孔用螺栓固定在分度盤上，定位銷插入定位孔定位。

????波箔定位盤設有4～12個波箔定位槽，頂箔定位盤設有4～12個頂箔定位槽。

激光焊接技術屬于熔融焊接，以激光束為能源，沖擊在焊件接頭上，能夠實現局部小范圍加熱特性，激光非常小的區域內產生很高的平均溫度，以外的區域則基本不受影響。

本發明采用激光焊接的方法焊接箔片式動壓止推氣體軸承，三個坐標軸采用步進控制，焊接距離可控，焊點大小均勻一致，避免了焊接后軸承底板出現變形、焊透、焊接不均勻和軸承底板背面出現凸點等問題，提高了焊接強度的均勻性和軸承制造產品的質量。通過控制器調整激光脈沖寬度、光點大小、單脈沖能量等參數，控制焊透深度和焊接強度，優化了焊接程序和焊接質量。定位工裝具有圓周方向分度功能，滿足不同箔片數量的箔片式動壓止推氣體軸承焊接要求。

附圖說明

圖1波箔定位盤的結構示意圖；

圖2為頂箔定位盤的結構示意圖；

圖3為定位銷的結構示意圖；

圖4為底座的結構示意圖；

圖5為分度盤的結構示意圖。

其中：