CN104400236A - 加速度计表芯的焊接方法及焊接结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加速度计表芯的焊接方法及焊接结构，其中焊接方法包括：将N段腹带捆绑于上力矩器和下力矩器的结合处，各段腹带间形成槽口，其中，2≤N≤10；对各段腹带进行点焊，实现所述腹带与上力矩器和下力矩器的预固定；调整所述表芯的位置，使所述表芯的中心轴与激光光束呈预设角度，通过所述激光光束对所述各段腹带进行连续焊接；N段腹带间的槽口能够有效的隔离焊接应力，实现低应力焊接，连续焊接过程中由于表芯的中心轴与激光光束呈一定的预设角度，有利于激光光束的能量充分熔化腹带边缘，提高焊接质量。

Description

加速度计表芯的焊接方法及焊接结构

技术领域

本发明涉及焊接工艺技术领域，尤其涉及一种加速度计表芯的焊接方法及焊接结构。

背景技术

石英挠性加速度计(以下简称加速度计)表芯由上力矩器、摆组件、下力矩器和腹带组成。加速度计表芯装配时，由V型工装定位上力矩器、下力矩器和摆组件位置，将腹带套在上力矩器、下力矩器及摆组件三者结合处，然后施加一定预紧力将三者夹紧，并通过激光焊接的方式将上力矩器、下力矩器和腹带焊接在一起，实现表芯装配。作为加速度计的核心部件，表芯的装配质量直接影响加速度计的整体性能。

目前，实施加速度计表芯的腹带激光焊接工艺时，激光作用方向和表芯的位置如图1所示，激光光束1和表芯3的中心轴成90°夹角。激光焊接时首先手动翻转表芯，在腹带2两侧依次点焊，通过点焊将腹带2与上力矩器、下力矩器预固定；点焊后拆下表芯3，采用激光机卡盘固定表芯的方式，由卡盘旋转实现表芯腹带连续焊接。腹带除开口处留下一段不焊外，连续焊接部分达到了350°。

上述激光焊接工艺存在如下缺陷：激光束垂直入射腹带边缘熔化金属实现腹带与上力矩器和下力矩器同种材料的焊接。焊接过程中激光入射的能量必须能够保证腹带边缘完全熔化，从而达到与力矩器的熔焊。激光入射能量不足会造成腹带不能完全焊接，增加了补焊的次数，焊接应力增大。通过对目前工艺中表芯腹带圆周垂直焊缝方向的应力检测，相对的两个点应力差值达到了几百兆帕，且圆周分布极为不均，影响焊接质量。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

为解决上述问题，本发明提出一种能够有效提高焊接质量的加速度计表芯的焊接方法和焊接结构。

一方面，本发明提供一种加速度计表芯的焊接方法，所述表芯包括上力矩器、下力矩器以及N段腹带，所述方法包括：

将N段腹带捆绑于上力矩器和下力矩器的结合处，各段腹带间形成槽口，其中，2≤N≤10；

对各段腹带进行点焊，实现所述腹带与上力矩器和下力矩器的预固定；

调整所述表芯的位置，使所述表芯的中心轴与激光光束呈预设角度，通过所述激光光束对所述各段腹带进行连续焊接。

另一方面，本发明还提供一种加速度计表芯的焊接结构，包括上力矩器、下力矩器以及N段腹带，所述N段腹带通过焊接固定于所述上力矩器和下力矩器的结合处，各段腹带间形成槽口，其中，2≤N≤10。

本发明提供的加速度计表芯的焊接方法和焊接结构，N段腹带间的槽口能够有效的隔离焊接应力，实现低应力焊接，连续焊接过程中由于表芯的中心轴与激光光束呈一定的预设角度，有利于激光光束的能量充分熔化腹带边缘，提高焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中加速度计表芯的焊接示意图。

图2为本发明提供的加速度计表芯的焊接方法一种实施例的流程图。

图3为本发明提供的加速度计表芯的焊接方法中对腹带进行点焊的示意图。

图4为本发明提供的加速度计表芯的焊接方法中对腹带进行连续焊接的示意图。

图5为本发明提供的加速度计表芯的焊接结构一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

实施例一

参考图2，本实施例提供一种加速度计表芯的焊接方法，所述表芯包括上力矩器、下力矩器以及N段腹带，所述方法包括：

步骤S101，将N段腹带捆绑于上力矩器和下力矩器的结合处，各段腹带间形成槽口，其中，2≤N≤10；

步骤S102，对各段腹带进行点焊，将所述腹带与上力矩器和下力矩器进行预固定；

步骤S103，调整所述表芯的位置，使所述表芯的中心轴与激光光束呈预设角度，通过所述激光光束对所述各段腹带进行连续焊接。

本实施例提供的加速度计表芯的焊接方法和焊接结构，N段腹带间的槽口能够有效的隔离焊接应力，实现低应力焊接，连续焊接过程中由于表芯的中心轴与激光光束呈一定的预设角度，有利于激光光束的能量充分熔化腹带边缘，提高焊接质量。

具体地，将N段腹带捆绑于上力矩器和下力矩器的结合处，以对上力矩器和下力矩器进行初步的固定，便于后期进行点焊，捆绑的方式包括但不限于用铜丝捆绑。各段腹带间间隔预设距离以形成槽口，通过槽口能够有效的隔离焊接应力。

之后对各段腹带进行点焊，参考图3，图3为本实施例提供的焊接方法中对腹带进行点焊的示意图，上力矩器201和下力矩器202的结合处设有N段腹带203，相邻的腹带203之间形成槽口204。点焊的过程具体包括：调节点焊的焊接参数，打开保护气体，并将设备调至手动操作模式，将装有表芯的工装放在工作台上，手动调整工作台高度，使监视器上出现腹带边缘的清晰图像，通过激光脉冲对腹带203的轴向边缘的中间点进行点焊，作为一种优选的实施方式，控制每个焊点的激光脉冲作用时间为2秒，微调工作台的位置，依次对每一段腹带的轴向边缘的中间点进行点焊，实现腹带203与上力矩器201和下力矩器202的预固定。

每段腹带203的展开状态为长方形，本实施例所述的轴向边缘为长方形腹带宽度方向边缘，周向边缘为长方形腹带的长度方向边缘。

通过点焊实现腹带203与上力矩器201和下力矩器202的预固定之后，拆除捆绑在腹带上的铜丝，进行连续焊接。

连续焊接具体包括：调节焊接参数，打开保护气体，运行连续焊接程序，将装有表芯205的工装安装在工作台旋转轴的卡盘上，通过卡盘调整表芯的位置。参考图4，通过调整表芯205的位置使得表芯205的中心轴与激光光束206呈预设角度θ，激光光束206的方向为垂直向下。

作为一种优选的实施方式，预设角度θ的范围为30度-45度。

由于表芯的中心轴与激光光束之间的角度为锐角，有利于激光光束的能量充分熔化腹带边缘，提高焊接质量。

调整工作台位置，使得监视器上标记的激光光束的光斑落在腹带距离槽口边缘1mm处，以该处为起点，转动表芯205，使得激光光束206沿圆周方向对腹带203的周向边缘进行连续焊接。

至此，完成对加速度计表芯的焊接过程。

综上，本实施例提供的加速度计表芯的焊接方法还具有如下有益效果：

1.与目前激光焊接工艺相比，本实施例提供的焊接方法在实现表芯腹带牢靠连接的前提下大幅度减小焊缝长度，提高了生产效率，降低了生产成本；

2.采用本发明的焊接方法，减少了焊接工序偏值变化较大导致产品超差的概率，提高了激光焊接工序的产品质量。

实施例二

参考图3，本实施例提供一种加速度计表芯的焊接结构，包括上力矩器201、下力矩器202)以及N段腹带203，N段腹带203通过焊接固定于上力矩器201和下力矩器202的结合处，各段腹带203间形成槽口204，其中，2≤N≤10。

其中，N段腹带203的弧度可以相同或者不同，可根据实际情况进行设置。

作为一种优选的实施方式，参考图5，图5为本实施例提供的加速度计表芯的焊接结构一种实施例的俯视图，该焊接结构包括了7段腹带，且该7段腹带以纵轴线呈对称设置。

如图5所示，7段腹带包括三段第一腹带301、两段第二腹带302，以及两段第三腹带303，其中三段第一腹带301和两段第二腹带302间隔设置，每段腹带之间形成槽口204，两段第三腹带303相邻设置，相邻两段第三腹带303之间形成的槽口用于引出表芯的端子。

作为一种优选的实施方式，槽口204的弧度为3度。

作为一种优选的实施方式，第一腹带301的弧度为20度-30度，第二腹带302的弧度为80-90度，第三腹带303的弧度为39度-43度。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (9)

1.一种加速度计表芯的焊接方法，其特征在于，所述表芯包括上力矩器、下力矩器以及N段腹带，所述方法包括：

将N段腹带捆绑于上力矩器和下力矩器的结合处，各段腹带间形成槽口，其中，2≤N≤10；

对各段腹带进行点焊，实现所述腹带与上力矩器和下力矩器的预固定；

调整所述表芯的位置，使所述表芯的中心轴与激光光束呈预设角度，通过所述激光光束对所述各段腹带进行连续焊接。

2.根据权利要求1所述的加速度计表芯的焊接方法，其特征在于，所述N段腹带通过铜丝捆绑于上力矩器和下力矩器的结合处；

将所述腹带与上力矩器和下力矩器进行预固定之后，还包括：

拆除捆绑在腹带上的铜丝。

3.根据权利要求1所述的加速度计表芯的焊接方法，其特征在于，对各段腹带进行点焊，包括：

通过激光脉冲依次对每段腹带的轴向边缘的中间点进行点焊。

4.根据权利要求3所述的加速度计表芯的焊接方法，其特征在于，每个焊点的激光脉冲作用时间为2秒。

5.根据权利要求1所述的加速度计表芯的焊接方法，其特征在于，所述预设角度为30度-45度。

6.根据权利要求1所述的加速度计表芯的焊接方法，其特征在于，通过所述激光光束对所述各段腹带进行连续焊接，包括：

将所述激光光束的光斑落在腹带距离槽口边缘1mm处，转动所述表芯，使得激光光束沿圆周方向对腹带的周向边缘进行连续焊接。

7.一种加速度计表芯的焊接结构，其特征在于，包括上力矩器、下力矩器以及N段腹带，所述N段腹带通过焊接固定于所述上力矩器和下力矩器的结合处，各段腹带间形成槽口，其中，2≤N≤10。

8.根据权利要求7所述的加速度计表芯的焊接结构，其特征在于，所述N段腹带的弧度相同或者不同。

9.根据权利要求8所述的加速度计表芯的焊接结构，其特征在于，所述槽口的弧度为3度。