CN104526155B - 一种铠装热电极的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种铠装热电极的制备方法，包括步骤：Ⅰ、对铠装热电极进行干燥处理；Ⅱ、对铠装热电极剥粉2mm~3mm，使偶丝从端面中外露；Ⅲ、采用一定参数的脉冲激光对需要相连的一对偶丝进行焊接；Ⅳ、先后选用显微镜和X光检查焊点质量，筛选良品；Ⅴ、对筛选所得的良品铠装热电极头部填充粉料，同样采用脉冲激光进行端盖焊接；Ⅵ、先选用显微镜初步检查，剔除焊接明显不良品，而后采用焊缝浸水方式进行密封性检查选出成品。应用本发明制备方法，焊点、焊缝外观、焊缝质量、焊接强度、可靠性都通过验证，完全满足产品要求；提高了工作效率和产品的工艺性、操作、可靠性、经济、一致性，大幅减低了产品报废率。

Description

一种铠装热电极的制备方法
技术领域
本发明涉及一种铠装热电极的制备方法，尤其是一种基于脉冲激光焊铠装热电极的制备方法。
背景技术
铠装热电极是一种矿物绝缘，金属管保护结构，其头部采用变截面形式，且端头直径很细，探头前外径旋锻最细至Ф1.7mm。由于头部采用变截面结构和金属管保护密封隔离，使得热电偶材料的响应时间快、安装方便和热电偶材料与外界的工作气氛隔离，这样可以避免铠装热电极受污染和过度氧化，这样铠装热电极的稳定性行和工作寿命大大延长。
作为变截面铠装热电极的焊接，由于头部直径很细Ф1.7mm左右，偶丝、端盖经采用火焰、炉中钎焊后，因工作温度很高，加热区域也比较大，焊接时火焰太大外壳烧变形及焊后焊药无法清洗干净，钎焊方法经试验无法实施。后来，进行了点焊、对焊、等离子焊接试验，因电极头比较大且引弧电压大，无法更改，如图1所示，所需焊的变截面铠装热电极头部1外径a（参见图2所标识）仅为Ф1.7mm，且所需焊接的偶丝2均埋入Ф1.7mm头部内径b为Ф1.4mm内腔中，在该尺寸腔内无法实现操作，且头部端盖焊接后焊缝出现裂纹，焊缝密封性不合格。变截面铠装热电极最后选用了氩弧焊点焊方式，但目前偶丝与偶丝、端盖的焊接经常出现焊点大小不一、焊穿等问题（如图1中附图标记4所示），生产很不稳定，每批组件的合格率很低，在采用氩弧焊报废率高达70%。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种基于脉冲激光的铠装热电极的制备方法，解决高精度、低保费率的焊接问题。
本发明的上述目的，将通过以下技术方案得以实现，主要包括步骤如下：Ⅰ、对铠装热电极进行干燥处理，处理温度为190℃~210℃，处理时间1.5h~2.5h；
Ⅱ、对铠装热电极剥粉2mm~3mm，使偶丝从端面中外露；
Ⅲ、采用脉冲激光对需要相连的一对偶丝进行焊接，对应铠装热电极规格选择焊接参数：焊接频率2~4Hz，电压200~230V，脉宽2~6ms；
Ⅳ、先后选用显微镜和X光检查焊点质量，筛选良品；
Ⅴ、对筛选所得的良品铠装热电极头部填充粉料，同样采用脉冲激光进行端盖焊接，对应铠装热电极规格选择焊接参数：焊接频率3~5Hz，电压230~250V，脉宽2~6ms；
Ⅵ、先选用显微镜初步检查，剔除焊接明显不良品，而后采用焊缝浸水方式进行密封性检查，选出成品。
进一步地，对应铠装热电极头部外径规格介于1.5mm≤Ф≤2.5mm，选用脉宽2~4ms的脉冲激光进行步骤Ⅲ和步骤Ⅴ的焊接。
进一步地，对应铠装热电极头部外径规格介于2.5mm≤Ф≤3mm，选用脉宽3~5ms的脉冲激光进行步骤Ⅲ和步骤Ⅴ的焊接。
进一步地，对应铠装热电极头部外径规格介于3mm≤Ф≤5mm，选用脉宽4~6ms的脉冲激光进行步骤Ⅲ和步骤Ⅴ的焊接。
本发明技术方案应用实施后的显著效果为：铠装热电极偶丝、端盖采用激光焊后，焊点、焊缝外观、焊缝质量、焊接强度、可靠性都通过验证，完全满足产品要求。本发明提高了工作效率，避免了原焊接方法带来的部件、产品的报废，提高了产品的工艺性、操作、可靠性、经济、一致性。
附图说明
图1是传统氩弧焊接方式制得报废品的端部结构示意图。
图2是本发明制备方法所得良品的端部结构示意图。
具体实施方式
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
本发明提出了一种基于脉冲激光焊的铠装热电极偶丝、端盖采用聚焦光斑小、功率密度高、非接触焊接，焊点大小均匀，易控制，无机械应力和变形的激光焊接方法。
本发明采取的技术方案为：提出一种针对铠装热电极的制备方法，以使铠装热电偶稳定工作，而且实施方便、操作性好，工序稳定。包括以下步骤：
Ⅰ、对铠装热电极进行干燥处理，处理温度为190℃~210℃，处理时间1.5h~2.5h。
Ⅱ、将铠装热电极进行剥粉，剥粉深度为2mm~3mm，使偶丝从粉端面露出。
Ⅲ、采用脉冲激光对需要相连的一对偶丝进行焊接，对应铠装热电极规格选择焊接参数：焊接频率2~4Hz，电压200~230V，脉宽2~6ms。
Ⅳ、先后选用显微镜和X光检查焊点质量，筛选良品。
Ⅴ、对筛选所得的良品铠装热电极头部填充粉料，同样采用脉冲激光进行端盖焊接，对应铠装热电极规格选择焊接参数：焊接频率3~5Hz，电压230~250V，脉宽2~6ms。
Ⅵ、先选用显微镜初步检查，剔除焊接明显不良品，而后采用焊缝浸水方式进行密封性检查，选出成品。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：采用普通脉冲型激光焊机焊接直径为Ф1.5mm的铠装热电极。
步骤1：干燥：将热电极（即上述铠装热电极，以下简称）放入高温箱内，随箱升温至190℃，保温时间为1.5h，然后随箱冷却。
步骤2：剥粉：将热电极头部进行剥粉，剥粉深度为2mm，使偶丝从粉端面露出。
步骤3：焊接偶丝：将上述规格的热电极装于激光焊机上，调整位置合适后，调整激光焊接参数：焊接频率2Hz，电压200V，脉宽2ms。
步骤4：检查外观：先用显微镜进行初步检查，然后对初步检查合格件利用X光检查焊点质量，组件全部合格；焊接后的形貌如图2所示，焊点大小均匀，光滑过渡，质量高。
步骤5：焊接端盖：调整焊接参数：焊接频率3Hz，电压230V，脉宽2ms。
步骤6：再次检查外观：首先选用显微镜进行初步检查，然后进行焊缝浸水密封性检查，浸水后组件焊缝质量全部合格。
实施例2：采用普通脉冲型激光焊机焊接直径为Ф5mm的铠装热电极。
步骤1：干燥：将热电极放入高温箱内，随箱升温至220℃，保温时间为2.5h，然后随箱冷却。
步骤2：剥粉：将热电极头部进行剥粉，剥粉深度为3mm，使偶丝从粉端面露出。
步骤3：焊接偶丝：将上述规格的热电极装于激光焊机上，调整位置合适后，调整激光焊接参数：焊接频率4Hz，电压230V，脉宽6ms。
步骤4：检查外观：先用显微镜进行初步检查，然后对初步检查合格件利用X光检查焊点质量，组件全部合格；焊接后的形貌如图2所示，焊点大小均匀，光滑过渡，质量高。
步骤5：焊接端盖：调整焊接参数：焊接频率5Hz，电压250V，脉宽6ms。
步骤6：再次检查外观：首先选用显微镜进行初步检查，然后进行焊缝浸水密封性检查，浸水后组件焊缝质量全部合格。
实施例3：采用普通脉冲型激光焊机焊接直径为Ф3mm的铠装热电极。
步骤1：干燥：将热电极放入高温箱内，随箱升温至200℃，保温时间为2h，然后随箱冷却。
步骤2：剥粉：将热电极头部进行剥粉，剥粉深度为2.2mm，使偶丝从粉端面露出。
步骤3：焊接偶丝：将上述规格的热电极装于激光焊机上，调整位置合适后，调整激光焊接参数：焊接频率3Hz，电压220V，脉宽4ms。
步骤4：检查外观：先用显微镜进行初步检查，然后对初步检查合格件利用X光检查焊点质量，组件全部合格；焊接后的形貌如图2所示，焊点3大小均匀，光滑过渡，质量高。
步骤5：焊接端盖：调整焊接参数：焊接频率4Hz，电压240V，脉宽4.5ms。
步骤6：再次检查外观：首先选用显微镜进行初步检查，然后进行焊缝浸水密封性检查，浸水后组件焊缝质量全部合格。
综上结合本发明实施例的铠装热电极的制备方法的详细介绍，旨在加深本技术方案的理解，并不以此限定权利要求所要求保护的范围。而从实施的具体效果来看：采用脉冲激光焊后，铠装热电极焊点、焊缝均匀连续，无裂纹、凹坑、尖角缺陷，拍X光检查后组件合格率为100%，而且，从未出现因此问题进行返修、报废，提高了生产效率及产品质量。
除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种铠装热电极的制备方法，其特征在于包括步骤：
Ⅰ、对铠装热电极进行干燥处理，处理温度为190℃~210℃，处理时间1.5h~2.5h；
Ⅱ、对铠装热电极剥粉2mm~3mm，使偶丝从端面中外露；
Ⅲ、采用脉冲激光对需要相连的一对偶丝进行焊接，对应铠装热电极规格选择焊接参数：焊接频率2~4Hz，电压200~230V，脉宽2~6ms；
Ⅳ、先后选用显微镜和X光检查焊点质量，筛选良品；
Ⅴ、对筛选所得的良品铠装热电极头部填充粉料，同样采用脉冲激光进行端盖焊接，对应铠装热电极规格选择焊接参数：焊接频率3~5Hz，电压230~250V，脉宽2~6ms；
Ⅵ、先选用显微镜初步检查，剔除焊接明显不良品，而后采用焊缝浸水方式进行密封性检查，选出成品。
2.根据权利要求1所述铠装热电极的制备方法，其特征在于：对应铠装热电极头部外径规格介于1.5mm≤Ф≤2.5mm，选用脉宽2~4ms的脉冲激光进行步骤Ⅲ和步骤Ⅴ的焊接。
3.根据权利要求1所述铠装热电极的制备方法，其特征在于：对应铠装热电极头部外径规格介于2.5mm≤Ф≤3mm，选用脉宽3~5ms的脉冲激光进行步骤Ⅲ和步骤Ⅴ的焊接。
4.根据权利要求1所述铠装热电极的制备方法，其特征在于：对应铠装热电极头部外径规格介于3mm≤Ф≤5mm，选用脉宽4~6ms的脉冲激光进行步骤Ⅲ和步骤Ⅴ的焊接。
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