CN111843138A - 一种过滤器的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过滤器的焊接方法。过滤器的焊接方法，先焊接滤网的直焊缝，再焊接台阶端环焊缝和锥面端环焊缝；在焊接台阶端环焊缝时，先用预热束流熔化滤网端部毛边，得到整齐边缘，再用焊接束流将滤网端部焊接在骨架主体上，其中，预热束流小于焊接束流；在滤网靠近过滤器骨架锥面的一端沿过滤器骨架轴向凸出骨架主体的状态下，焊接锥面端环焊缝。在焊接台阶端环焊缝时，先用预热束流熔化滤网端部毛边，既起到预热作用，又使得滤网端部整齐，提高台阶端环焊缝的焊接质量；而在滤网靠近过滤器骨架锥面的一端沿过滤器骨架轴向凸出骨架主体的状态下，焊接锥面端环焊缝，使锥面端环焊缝较为饱满，表面的成形性较好，提高锥面端环焊缝的焊接质量。

Description

一种过滤器的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种过滤器的焊接方法。

背景技术

航天用过滤器一般采用几到几十微米的不锈钢编织网作为滤网，用于过滤液压系统中的污染物。由于滤网的丝径较小且厚度很薄，在滤网与过滤器骨架连在一起后，两者的厚度差使焊接难度增加。现有技术中，航天过滤器的滤网有两种焊缝，分别为直焊缝和环焊缝，如图1所示，在焊接时，一般先焊接直焊缝3，再将焊接好的滤网1套在过滤器骨架的骨架主体2上，之后焊接锥面端环焊缝4和台阶端环焊缝5，以完成滤网1的焊接，形成过滤器101。其中，锥面端环焊缝处于过滤器骨架的骨架主体2上靠近过滤器骨架的锥面7的一端，台阶端环焊缝处于过滤器骨架的骨架主体2上靠近过滤器骨架的台阶结构8的一端。

在焊接直焊缝时，若采用对接接头焊接则容易造成局部熔穿，无法保证焊接的连续性；而采用搭接接头焊接时，容易造成上层熔化而下层熔化很少或不熔化的问题，而且在将焊好的滤网套在过滤器骨架上的过程中，容易折伤滤网表面。针对上述问题，授权公告号为CN209954056U的中国专利公开了一种小直径航天精密过滤器的焊接工装，以保证直焊缝的焊接质量，该焊接工装包括套装在过滤器挂骨架外侧的套筒，套筒包括通过螺栓组件可拆连接的左筒和右筒，左筒和右筒可保证滤网紧密贴合在过滤器骨架上，避免滤网扭曲、起皱和变形；另外，左筒和右筒在通过螺栓组件固定后形成直长槽，在焊接直焊缝时，沿着直长槽进行焊接即可，避免了焊接熔穿，保证了焊接的连续性。

在焊接锥面端环焊缝和台阶端环焊缝时，因滤网和过滤器骨架焊接所需的热能量差别较大，焊接过程中的飞溅容易造成过滤器骨架孔洞处滤网熔穿，而导致过滤器失效。针对上述问题，授权公告号为CN204725065U的中国专利公开了一种带网过滤器滤芯的电子束焊接夹具，以保证环焊缝的焊接质量，包括夹具主体，夹具主体包括上夹块和下夹块，上夹块和下夹块通过紧固螺钉拧入固定钢环上的螺纹孔，将夹具主体夹持在滤网外侧，使滤网与过滤器骨架贴紧，并使锥面端环焊缝和台阶端环焊缝露出，夹具主体包裹在滤网外侧，可以有效保护滤网，保证过滤器骨架孔洞处滤网不会被熔穿。

上述的台阶端环焊缝在焊接时，一般是通过电子束直接焊接，滤网端部的毛边会影响台阶端环焊缝的焊接质量；而在焊接锥面端环焊缝时，部分熔化的金属会流淌到锥面上，导致锥面端环焊缝不饱满，表面成形性差，影响锥面端环焊缝的焊接质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过滤器的焊接方法，以优化滤网的台阶端环焊缝和锥面端环焊缝的焊接质量。

为实现上述目的，本发明过滤器的焊接方法的技术方案是：

过滤器的焊接方法，先焊接滤网的直焊缝，再焊接台阶端环焊缝和锥面端环焊缝；在焊接台阶端环焊缝时，先用预热束流熔化滤网端部毛边，得到整齐边缘，再用焊接束流将滤网端部焊接在骨架主体上，其中，预热束流小于焊接束流；在滤网靠近过滤器骨架锥面的一端沿过滤器骨架轴向凸出骨架主体的状态下，焊接锥面端环焊缝。

有益效果是：在焊接台阶端环焊缝时，先用预热束流熔化滤网端部毛边，既能起到预热作用，又能使得滤网端部整齐，以提高台阶端环焊缝的焊接质量；而在滤网靠近过滤器骨架锥面的一端沿过滤器骨架轴向凸出骨架主体的状态下，焊接锥面端环焊缝，即使部分熔化的金属流淌到过滤器骨架的锥面上，也能保证有足够的熔融金属处于锥面端环焊缝的位置，使锥面端环焊缝较为饱满，表面的成形性较好，提高锥面端环焊缝的焊接质量。

进一步的，所述滤网在过滤器骨架轴向上凸出骨架主体0.1~0.5mm。

有益效果是：在保证锥面端环焊缝表面成形性的同时，缩短滤网的长度，节省成本。

进一步的，在焊接台阶端环焊缝时，将电子束聚焦点向滤网侧移动0.1~0.5mm。

有益效果是：在电子束聚焦点于过滤器骨架轴向的两侧均有滤网，这样使得台阶端环焊缝较为饱满，成形性较好。

进一步的，在台阶端环焊缝焊接一周后继续焊接，以在台阶端环焊缝的起弧位置和收弧位置形成周向焊接重叠区。

有益效果是：保证台阶端环焊缝的起弧位置和收弧位置处焊缝的均匀性。

进一步的，所述周向焊接重叠区对应的圆心角大于15°。

进一步的，在锥面端环焊缝焊接一周后继续焊接，以在锥面端环焊缝的起弧位置和收弧位置形成周向焊接重叠区。

有益效果是：保证锥面端环焊缝的起弧位置和收弧位置处焊缝的均匀性。

进一步的，所述周向焊接重叠区对应的圆心角大于15°。

进一步的，在台阶端环焊缝焊接完成后，在台阶端环焊缝与直焊缝衔接的位置进行焊接，以在台阶端环焊缝与直焊缝衔接的位置形成轴向焊接重叠区。

有益效果是：保证台阶端环焊缝与直焊缝衔接的位置的充分熔合，提高焊接质量。

进一步的，在锥面端环焊缝焊接完成后，在锥面端环焊缝与直焊缝衔接的位置进行焊接，以在锥面端环焊缝与直焊缝衔接的位置形成轴向焊接重叠区。

有益效果是：保证锥面端环焊缝与直焊缝衔接的位置的充分熔合，提高焊接质量。

进一步的，所述预热束流为0.5~1.5mA，焊接束流为2.5~4.5mA。

附图说明

图1为现有技术中过滤器的结构示意图；

图中：101-过滤器；1-滤网；2-骨架主体；3-直焊缝；4-锥面端环焊缝；5-台阶端环焊缝；6-孔洞；7-锥面；8-台阶结构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“上”、“下”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明过滤器的焊接方法的具体实施例1：

待焊接的过滤器101如图1所示，包括过滤器骨架，过滤器骨架包括骨架主体2，骨架主体2的左端为锥面7，骨架主体2的右端为台阶结构，其中，骨架主体2的中间具有孔洞6；骨架主体2上包裹有滤网1，滤网1通过直焊缝3、锥面端环焊缝4以及台阶端环焊缝5焊接在骨架主体2上。

在焊接滤网1时，先焊接滤网1的直焊缝3，使用授权公告号为CN209954056U中公开的焊接工装对滤网1进行焊接。具体的，将套筒的左筒和右筒打开，然后将滤网1包裹着的过滤器骨架放入左筒和右筒之间，并使用螺栓组件连接左筒和右筒，以将滤网1紧密的贴合在骨架主体2和套筒之间，避免滤网扭曲、起皱和变形；然后，沿着左筒和右筒形成的直长槽焊接直焊缝即可，通过直长槽焊接直焊缝，避免熔穿、坍陷等缺陷的出现。其中，直长槽的横截面为V型，且V型的两侧槽壁的夹角为120°，这样的设计充分保证了直线焊缝的焊接质量。在其他实施例中，两侧槽壁的夹角可以为90°~120°，或者两侧槽壁的夹角可以为120°~150°。

在直焊缝3焊接完成后，打开夹具主体的左筒和右筒，将过滤器101取出，之后将过滤器101夹持在授权公告号为CN204725065U公开的电子束焊接夹具上。具体的，打开夹具主体的上夹块和下夹块，将上夹块和下夹块夹持在滤网1的外侧，并使直焊缝处于上夹块和下夹块形成的缝隙中，同时使锥面端环焊缝4和台阶端环焊缝5露出，其中，夹具主体靠近台阶端环焊缝5的一端与过滤器101的台阶面之间的距离不能超过孔洞6到台阶面的距离，优选的，夹具主体靠近台阶端环焊缝5的一端与过滤器101的台阶面之间的距离为1.2~1.4mm，过小焊接质量不好，过大则容易发生滤网熔穿；然后，先将固定钢环套在上夹块和下夹块的中间位置，再将紧固螺钉拧入固定钢环的螺纹孔，并拧紧，以使滤网1与骨架主体2贴紧，以对锥面端环焊缝4和台阶端环焊缝5进行焊接。最后，将过滤器和电子束焊接夹具一起装配在焊接工作台上。

本实施例中，先焊接台阶端环焊缝5，在焊接过程中，先用预热束流对滤网1边上参差不齐的不锈钢钢丝熔化成整齐的边缘，其中，预热束流为1mA；然后调整电子束聚焦点，使其向锥面端环焊缝4所在的一侧移动0.2mm，最后再用焊接束流将滤网1焊接在骨架主体2上以形成台阶端环焊缝5，其中焊接束流为3.5mA。

其中，为了保证台阶端环焊缝5的起弧位置和收弧位置处焊缝的均匀性，在台阶端环焊缝5焊接一周后将过滤器骨架继续转动15°进行焊接，以在台阶端环焊缝5的起弧位置和收弧位置形成周向焊接重叠区，避免出现断续及弧坑等现象，保证焊接质量。在其他实施例中，台阶端环焊缝焊接一周后可以将过滤器骨架继续转动15°以上进行焊接，以在台阶端环焊缝的起弧位置和收弧位置形成焊接重叠区。

另外，在台阶端环焊缝5焊接完成后，在台阶端环焊缝5与直焊缝3衔接的位置，将电子束聚焦点由台阶端环焊缝5向滤网侧移动0.02～0.06mm进行修饰焊接，以在台阶端环焊缝5与直焊缝3衔接的位置形成轴向焊接重叠区，进而保证台阶端环焊缝5与直焊缝3衔接的位置的充分熔合，提高焊接质量。

在台阶端环焊缝5焊接完成后，焊接锥面端环焊缝4，在焊接锥面端环焊缝4之前，使滤网1在过滤器101的轴向上凸出骨架主体2，优选的，滤网1凸出骨架主体2的长度为0.2mm，这样，在焊接时，即使部分熔化的金属流淌到锥面上，也能保证有足够的熔融金属处于锥面端环焊缝4的位置，使锥面端环焊缝4较为饱满，表面的成形性较好。

其中，为了保证锥面端环焊缝4的起弧位置和收弧位置处焊缝的均匀性，在锥面端环焊缝4焊接一周后将过滤器骨架继续转动15°进行焊接，以在锥面端环焊缝4的起弧位置和收弧位置形成周向焊接重叠区，避免出现断续及弧坑等现象，保证焊接质量。在其他实施例中，锥面端环焊缝焊接一周后可以将过滤器骨架继续转动15°以上进行焊接，以在锥面端环焊缝的起弧位置和收弧位置形成焊接重叠区。

另外，在锥面端环焊缝4焊接完成后，在锥面端环焊缝4与直焊缝3衔接的位置，将电子束聚焦点由锥面端环焊缝4向滤网侧移动0.02～0.06mm进行修饰焊接，以在锥面端环焊缝4与直焊缝3衔接的位置形成轴向焊接重叠区，进而保证锥面端环焊缝4与直焊缝3衔接的位置的充分熔合，提高焊接质量。

通过本实施例中过滤器的焊接方法得到的航天过滤器，在通过压力、流量冲击疲劳考核后，滤网未出现裂纹和损坏，焊接质量稳定可靠。实践证明上述焊接方法是合理可行的，气密性试验合格率在96%以上，攻克了小直径航天精密过滤器的组焊问题。

本发明过滤器的焊接方法的具体实施例2：

实施例1中，预热束流为1mA，焊接束流为3.5mA，以保证台阶端环焊缝5的焊接质量；本实施例中，预热束流为0.5~1mA，焊接束流为2.5~3.5mA，以保证台阶端环焊缝的焊接质量。在其他实施例中，预热束流为1~1.5mA，焊接束流为3.5~4.5mA，以保证台阶端环焊缝的焊接质量。

本发明过滤器的焊接方法的具体实施例3：

实施例1中，滤网1在过滤器101的轴向上凸出骨架主体2的长度为0.2mm，使锥面端环焊缝4表面的成形性较好，本实施例中，滤网在过滤器的轴向上凸出骨架主体的长度为0.08~0.2mm，或者滤网在过滤器的轴向上凸出骨架主体的长度为0.2~0.5mm。

本发明过滤器的焊接方法的具体实施例4：

实施例1中，在焊接滤网1的直焊缝3后，先焊接台阶端环焊缝5，再焊接锥面端环焊缝4，本实施例中，在焊接滤网的直焊缝后，先焊接锥面端环焊缝，再焊接台阶端环焊缝。

本发明过滤器的焊接方法的具体实施例5：

实施例1中，在环焊缝焊接完成后，在环焊缝与直焊缝衔接的位置，将电子束聚焦点由环焊缝向滤网侧移动0.02～0.06mm进行修饰焊接，以形成轴向焊接重叠区，本实施例中，在环焊缝与直焊缝衔接的位置充分熔合的情况下，不需要进行修饰焊接。

本发明过滤器的焊接方法的具体实施例6：

实施例1中，在焊接台阶端环焊缝时，将电子束聚焦点向滤网侧移动0.2mm，本实施例中，在焊接台阶端环焊缝时，将电子束聚焦点向滤网侧移动0.1~0.2mm。在其他实施例中，在焊接台阶端环焊缝时，将电子束聚焦点向滤网侧移动0.2~0.5mm。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.过滤器的焊接方法，其特征在于，先焊接滤网的直焊缝，再焊接台阶端环焊缝和锥面端环焊缝；在焊接台阶端环焊缝时，先用预热束流熔化滤网端部毛边，得到整齐边缘，再用焊接束流将滤网端部焊接在骨架主体上，其中，预热束流小于焊接束流；在滤网靠近过滤器骨架锥面的一端沿过滤器骨架轴向凸出骨架主体的状态下，焊接锥面端环焊缝。

2.根据权利要求1所述的过滤器的焊接方法，其特征在于，所述滤网在过滤器骨架轴向上凸出骨架主体0.1~0.5mm。

3.根据权利要求1所述的过滤器的焊接方法，其特征在于，在焊接台阶端环焊缝时，将电子束聚焦点向滤网侧移动0.1~0.5mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的过滤器的焊接方法，其特征在于，在台阶端环焊缝焊接一周后继续焊接，以在台阶端环焊缝的起弧位置和收弧位置形成周向焊接重叠区。

5.根据权利要求4所述的过滤器的焊接方法，其特征在于，所述周向焊接重叠区对应的圆心角大于15°。

6.根据权利要求1或2或3所述的过滤器的焊接方法，其特征在于，在锥面端环焊缝焊接一周后继续焊接，以在锥面端环焊缝的起弧位置和收弧位置形成周向焊接重叠区。

7.根据权利要求6所述的过滤器的焊接方法，其特征在于，所述周向焊接重叠区对应的圆心角大于15°。

8.根据权利要求1或2或3所述的过滤器的焊接方法，其特征在于，在台阶端环焊缝焊接完成后，在台阶端环焊缝与直焊缝衔接的位置进行焊接，以在台阶端环焊缝与直焊缝衔接的位置形成轴向焊接重叠区。

9.根据权利要求1或2或3所述的过滤器的焊接方法，其特征在于，在锥面端环焊缝焊接完成后，在锥面端环焊缝与直焊缝衔接的位置进行焊接，以在锥面端环焊缝与直焊缝衔接的位置形成轴向焊接重叠区。

10.根据权利要求1或2或3所述的过滤器的焊接方法，其特征在于，所述预热束流为0.5~1.5mA，焊接束流为2.5~4.5mA。

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