CN101524800A

CN101524800A - 一种膨胀阀的焊接方法

Info

Publication number: CN101524800A
Application number: CN 200810081673
Authority: CN
Inventors: 杜又德; 王大勇; 尹斌
Original assignee: Zhejiang Sanhua Automobile Control System Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sanhua Automotive Components Co Ltd
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: CN101524800B

Abstract

本发明提供了一种膨胀阀的焊接方法，用于膨胀阀气箱头的焊接，将气箱盖和气箱座对接，气箱盖的厚度面和气箱座的厚度面构成第一环面，所述气箱盖与所述第一环面相交的外表面为第二环面，所述气箱座与所述第一环面相交的外表面为第三环面；用第一工装和第二工装将气箱盖和气箱座夹在中间，所述第一工装的环形表面与所述第二环面的外侧边缘对齐，所述第二工装的环形表面与所述的第三环面的外侧边缘对齐，用焊接的能量源输出能量密度大于10⁴W/cm²的焊接工具对气箱盖和气箱座的连接处焊接，从而解决了焊接过程中气箱头长时间受热变形，尤其是膜片受热晶粒长大，致使膨胀阀失效的问题。

Description

一种膨胀阀的焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种膨胀阀的焊接方法。

背景技术

常用的一种膨胀阀，包括阀体、阀芯和气箱头，其中气箱头包括气箱盖、气箱座、膜片和传动片，其中膜片一侧为膜片与气箱盖构成的介质腔，传动片位于膜片另一侧处于活动状态。工作时，冷媒介质流经阀口，气箱头感受蒸发器出口端的过热度而使介质腔内的介质膨胀或收缩而作用于膜片，再由膜片将力通过传动片传递给传动杆，传动杆运动推动阀芯在阀口附近移动，改变阀口开度，以控制冷媒流量，达到调节控制温度的目的。

因此膨胀阀气箱头的气箱盖、气箱座以及膜片之间要进行焊接，达到密封效果，并将感温介质密封在膜片和气箱盖之间，因此焊接质量的好坏直接关系到产品的使用。在现有技术中，这种膨胀阀的焊接通常是采用氩弧焊工艺。氩弧焊是用氩气作为保护气体，电弧在钨极棒与工件之间持续燃烧，被熔化的金属在氩气的保护下冷却，完成气箱盖、气箱座以及膜片的密封。

然而，现有技术存在的问题是：由于氩弧焊加热时能量密度不高，加热范围广，工件受热影响时间长，因此容易造成膨胀阀的工件受热变形，尤其是膜片受热晶粒严重长大，致使在膨胀阀的使用过程中，密封在腔体内的感温介质缓慢泄漏，造成膨胀阀失效。

而且，由于氩弧焊为了增加熔化深度，需要将焊接部位减薄，这样就会使得焊接时的散热性能不好，熔化深度和散热效果产生矛盾，这就加重了工件受热变形以及膜片受热晶粒长大的问题，也就加重了膨胀阀失效。

发明内容

本发明要解决的问题是焊接过程中气箱头长时间受热变形，以及膜片受热晶粒长大，致使膨胀阀失效的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种膨胀阀的焊接方法，该方法用于膨胀阀气箱头的焊接；包括：将所述气箱头的气箱盖和气箱座对接，气箱盖的厚度面和气箱座的厚度面构成第一环面，所述气箱盖与所述第一环面相交的外表面为第二环面，所述气箱座与所述第一环面相交的外表面为第三环面；用具有环形表面的第一工装和第二工装将所述气箱盖和所述气箱座夹在中间；对所述气箱盖的厚度面与所述气箱座的厚度面的连接处焊接，

所述第一工装的环形表面与所述第二环面的外径相当，所述第二工装的环形表面与所述第三环面的外径相当，在所述用具有环形表面的第一工装和第二工装将气箱盖和所述气箱座夹在中间的步骤中，所述第一工装的环形表面与所述第二环面的外侧边缘对齐，所述第二工装的环形表面与所述的第三环面的外侧边缘对齐；

所述焊接的能量源输出能量密度大于10⁴W/cm²。

优选的，所述的焊接能量源为等离子、电子束或激光。

优选的，所述第一工装的环形表面的内径与所述第二环面的内径相当，将所述第一工装的环形表面与所述第二环面的内侧边缘对齐连接。

优选的，所述第二工装的环形表面的内径与所述第三环面的内径相当，将所述第二工装的环形表面与所述的第三环面的内侧边缘对齐连接。优选的，所述第一工装的环形表面的外径在所述第二环面的外径-1mm到所述第二环面的外径+0.3mm的范围内，所述第二工装的环形表面的外径在所述第三环面的外径-1mm到所述第三环面的外径+0.3mm的范围内。

优选的，所述第一环面的宽度大于或等于1mm。

可选的，第一工装和/或第二工装还与导热介质接触，用于散热。

可选的，所述第一工装和第二工装为铜材料。

优选的，所述铜材料包括铍青铜和铬锆铜。

可选的，在焊接步骤中，第一工装和第二工装带动气箱盖和气箱座以所述第二环面和所述第三环面的中心轴为轴转动。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的采用高能量密度焊接的方法，使能量集中在焊接部位，由于能量密度高，因此相应的焊接时间就较短，而且本发明还采用了特殊的焊接结构，在较大熔深的情况下，达到了很好的散热，从而使焊接过程中气箱头不会受热变形，尤其是膜片不会受热而使晶粒严重长大。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。在附图中，为清楚明了，放大了层和区域的厚度。

图1是根据本发明的一个实施例的焊接时气箱头与工装连接的剖面示意图；

图1a是图1所示的第一工装和第二工装与气箱头连接用的环形表面的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的焊接过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1和图1a对本发明的第一实施例进行详细说明。

膨胀阀包括阀体、阀芯和气箱头101，其中，气箱头101包括气箱盖102、气箱座103、膜片104和传动片(未图示)。气箱盖102的外侧边缘为圆形，气箱座103的外侧边缘也为圆形。

在膨胀阀组装时，需要将气箱座103的外侧边缘和气箱盖102的外侧边缘对齐扣在一起，形成一个空腔，膜片104与气箱座103和气箱盖102的外侧边缘连接，夹在上述空腔中间，将所述空腔分为两部分。其中，膜片104一侧为其与气箱盖102构成的介质腔，介质腔内存储有冷媒介质。因此膨胀阀的气箱头101的气箱盖102、气箱座103以及膜片104之间要进行焊接，达到密封效果。

本实施例的焊接方法如下：

将气箱头101的气箱盖102和气箱座103的外侧边缘对齐，将气箱盖102和气箱座103扣合在一起，因此气箱盖102的厚度面和气箱座103的厚度面构成第一环面107，气箱盖102与第一环面107相交的外表面为第二环面110，所述气箱座103与所述第一环面107相交的外表面为第三环面111。

用具有环形表面的第一工装108和第二工装109，将气箱盖102和气箱座103夹在中间。第一工装108和第二工装109用于散热，具体是用于将焊接过程中气箱头101上的热量传导出去。第一工装的环形表面112的外径与第二环面110的外径相当，第二工装的环形表面113的外径与第三环面111的外径相当。将气箱盖102、膜片104和气箱座103夹在第一工装108和第二工装109中间的时候，是将第一工装的环形表面112与第二环面110的外侧边缘对齐连接，将第二工装的环形表面113与的第三环面111的外侧边缘对齐连接。这样，气箱盖102和气箱座103连接的边缘就没有伸出到第一工装108和第二工装109外，由于焊接的时候热量集中在焊接点，也就是气箱盖102和气箱座103的连接缝处。采用这样的结构在焊接的时候，第一工装108和第二工装109就可以很好的把气箱盖102和气箱座103的热量带走，同时因为膜片104和气箱盖102以及气箱座103连接，因此膜片104的热量也就间接的被很好的散出。

根据公知技术可以知道，第一工装的环形表面112的外径比第二环面110的外径大的越多，焊接中的散热性能越好；同理，第二工装的环形表面113的外径比第三环面111的外径大的越多，焊接中的散热性能越好，因为第一工装和第二工装可以更好的把热传导出去。但是，第一工装的环形表面112的外径比第二环面110的外径大的越多，以及第二工装的环形表面113的外径比第三环面111的外径大的越多，焊接的熔深就越小，因为第一工装和第二工装的散热性能太好，以至于达不到焊接所需的熔深。并且，焊接的瞄准误差也会越大。因此，想达到最佳的焊接效果，优选的，第一工装的环形表面112的外径比第二环面110的外径大的值小于或者等于0.3mm。同样道理，第二工装的环形表面113的外径比第三环面111的外径大的值小于或者等于0.3mm。

相对的，第一工装的环形表面112的外径比第二环面110的外径小的越多，焊接的熔深越大；同理，第二工装的环形表面113的外径比第三环面111的外径小的越多，焊接的熔深越大。但是，第一工装的环形表面112的外径比第二环面110的外径小的越多，以及第二工装的环形表面113的外径比第三环面111的外径小的越多，散热性能就越差，因此想要达到最佳的焊接效果，优选的，第一工装的环形表面112的外径比第二环面110的外径小的值小于或者等于1mm。同样道理，第二工装的环形表面113的外径比第三环面111的外径小的值，小于或者等于1mm。

因此，本实施例的第一工装的环形表面112的外径与第二环面110的外径相当，以及第二工装的环形表面113的外径与第三环面111的外径相当，是在小1mm到大0.3mm所述的范围内。将第一工装的环形表面112与第二环面110的外侧边缘对齐连接，以及将第二工装的环形表面113与的第三环面111的外侧边缘对齐连接，在是在所述范围内的对齐。这样使得达到最佳的焊接效果。

用焊接工具对所述第一环面107内的气箱盖102的厚度面与气箱座103的厚度面的连接缝焊接，采用的焊接的能量源的输入能量密度大于10⁴W/cm²。本发明的焊接能量源输出能量密度很大，能量集中，因此焊接的时间短，这样就减小了焊接过程对气箱头101，尤其是膜片104的热损害。

本实施例中，优选的，焊接能量源为等离子、电子束或激光。由于等离子焊、电子束焊和激光焊的能量都非常集中，加热斑点小，因此单位面积的能量大，这样在焊接的时候，作用的区域就非常小。在需要焊接的区域因为能量密度大，所以可以达到较大的熔深，满足焊接需求，而在焊接区域以外，受到焊接的影响较小。而且由于等离子焊、电子束焊和激光焊的能量很大，因此焊接的时间就非常短，这样气箱头101，尤其是膜片104就没有长时间的受热作用，因此受热形变不严重。

又因为本发明采用的焊接的能量源输出的能量密度高，因此也就不需要通过减薄焊接区域，来增大熔化深度，具体就是气箱盖102的厚度面和气箱座103的厚度面构成的第一环面107不需要减薄。而且第一环面107越大散热效果越好，但是考虑尺寸过大会造成材料的浪费，因此本实施例中优选的第一环面107的宽度大于或等于1mm。由于气箱盖102的厚度面和气箱座103的厚度面不是很薄，这也方便了第一工装108和第二工装109的安装，使气箱盖102和气箱座103不会因第一工装108和第二工装109的挤压而损坏。

因为第一环面107不需要减得很薄，这就使得将第一工装的环形表面112与第二环面110的外侧边缘对齐连接，将第二工装的环形表面113与第三环面111的外侧边缘对齐连接。这样增加了焊接过程的散热作用，使得焊接处的热量很好的被第一工装108和第二工装109吸收，因此本发明在焊接过程中对气箱头101，尤其是膜片104造成的热损害程度大大减轻。

本实施例中优选的，第一工装的环形表面112的内径与第二环面110的内径相当，第二工装的环形表面113的内径与所述第三环面111的内径相当。在气箱盖102和气箱座103安装在第一工装108和第二工装109之间时，第一工装的环形表面112与第二环面110的内侧边缘对齐连接；第二工装的环形表面113与的第三环面111的内侧边缘对齐连接。

因为工装具有吸收焊接过程中气箱盖102和气箱座103的热量的作用，因此，第一工装108和第二工装109的接触面积越大，对气箱头焊接过程中的散热性能越好。但是，由于只有在焊接部位热量比较集中，会对气箱头101造成损害，因此所述接触面积如果尽可能的增大，对焊接效果所起的作用并不会一直增大。因此从上述可以看出，本实施例中选择的是，第一工装的环形表面112与气箱盖102的第二环面110内外径相同，并且内外边缘对齐接触，这就使得第一工装的环形表面112与气箱盖102的第二环面110完全接触，紧密配合，这样达到了很好的散热效果。同理，第二工装109与气箱座103的连接也是如此考虑。

由于第一工装108和第二工装109具有散热的作用，因此第一工装108和第二工装109优选的以铜为材料，其中以铍青铜和铬锆铜为较佳的材料。除此之外，第一工装108和第二工装109的材料选择也可以是其它导热性能好的材料。

优选的，第一工装108和/或第二工装109还与导热介质接触，这样可以很好的把第一工装108和/或第二工装109的热量通过导热介质更好的传导出去，本实施例中，在第二工装的一侧连接有水循环装置，这样通过水的循环，迅速的把第一工装108和第二工装109的热量排放出去。

在本实施例中优选的，第一工装的环形表面112、膜片104、气箱盖102的第二环面110、第二工装的环形表面113，以及气箱座103的第三环面111的中心轴在一条直线上，第一工装108和第二工装109与外部设备连接可以带动气箱盖102和气箱座103以该直线为轴转动。

下面结合图2对采用本发明的焊接方法的气箱头焊接过程作详细说明：

步骤1：将气箱盖102、膜片104和气箱座103以及传动片组装在一起，组装时将气箱盖102、膜片104和气箱座103边缘对齐

步骤2：将组装好的气箱头101放入定心轮内定心夹紧，使第一工装的环形表面112与气箱盖102的第二环面110边缘对齐

步骤3：将第二工装109推过来将气箱头101顶紧，使得气箱头101与工装108紧密贴合。使得第二工装的环形表面113与气箱座103的第三环面111边缘对齐，紧密贴合。第一工装的环形表面112与气箱盖102的第二环面110紧密贴合。

步骤4：将激光焊接工具201安装在气箱头101上方，焦距对准气箱盖102与气箱座103中间的膜片104中心。

步骤5：启动焊接，激光电源输出能量同时电机转动。由于第一工装108与电机相连，第一工装108跟随电机转动；又由于第二工装109将气箱头101顶紧在第一工装108上，第二工装109与气箱头101与第一工装108同步旋转。激光输出的同时启动旋转，将气箱盖102，膜片104和气箱座103焊接起来。随着转动一圈或者若干圈的完成，气箱盖102，膜片104和气箱座103紧密连接形成完整的环形焊缝。而且，在整个焊接过程中通有保护气体，保证焊缝不被氧化。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1、一种膨胀阀的焊接方法，该方法用于膨胀阀气箱头的焊接；包括：将所述气箱头的气箱盖和气箱座对接，气箱盖的厚度面和气箱座的厚度面构成第一环面，所述气箱盖与所述第一环面相交的外表面为第二环面，所述气箱座与所述第一环面相交的外表面为第三环面；用具有环形表面的第一工装和第二工装将所述气箱盖和所述气箱座夹在中间；对所述气箱盖的厚度面与所述气箱座的厚度面的连接处焊接，其特征在于，

所述焊接的能量源输出能量密度大于10⁴W/cm²。

2、如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述的焊接能量源为等离子、电子束或激光。

3、如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述第一工装的环形表面的内径与所述第二环面的内径相当，将所述第一工装的环形表面与所述第二环面的内侧边缘对齐连接。

4、如权利要求1至3任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述第二工装的环形表面的内径与所述第三环面的内径相当，将所述第二工装的环形表面与所述的第三环面的内侧边缘对齐连接。

5、如权利要求1至3所述的焊接方法，其特征在于，所述第一工装的环形表面的外径在所述第二环面的外径-1mm到所述第二环面的外径+0.3mm的范围内，所述第二工装的环形表面的外径在所述第三环面的外径-1mm到所述第三环面的外径+0.3mm的范围内。

6、如权利要求1至3所述的焊接方法，其特征在于，所述第一环面的宽度大于或等于1mm。

7、如权利要求1至3所述的焊接方法，其特征在于，第一工装和/或第二工装还与导热介质接触，用于散热。

8、如权利要求1至3所述的焊接方法，其特征在于，所述第一工装和第二工装为铜材料。

9、如权利要求8所述的焊接方法，其特征在于，所述铜材料包括铍青铜和铬锆铜。

10、如权利要求1至3所述的焊接方法，其特征在于，在焊接步骤中，第一工装和第二工装带动气箱盖和气箱座以所述第二环面和所述第三环面的中心轴为轴转动。