一种箔片式动压止推气体轴承的焊接方法及焊接装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种箔片式动压止推气体轴承的焊接方法及焊接装置，焊接装置包括激光焊机、控制器、水冷系统和操作台，操作台上装有定位工装。定位工装包括底座、分度盘----------------------、波箔定位盘、顶箔定位盘和定位销。焊接步骤为：⑴通过控制器编制焊接程序、调整焊接参数；⑵将轴承底板放在分度盘上面，用波箔定位盘压紧，插上三个定位销；⑶将波箔放在波箔定位盘的波箔定位槽内进行焊接；⑷取下波箔定位盘，换上顶箔定位盘、插上三个定位销；⑸将顶箔放在顶箔定位盘的顶箔定位槽内进行焊接；⑹焊接完成后取下箔片轴承。本发明避免了焊接后轴承底板出现变形、焊透、焊接不均匀和轴承底板背面出现凸点等问题，提高了轴承制造产品的质量。
【专利说明】一种箔片式动压止推气体轴承的焊接方法及焊接装置
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接【技术领域】，涉及一种激光焊接方法，具体涉及一种箔片式动压止推气体轴承的焊接方法和焊接装置。
【背景技术】
[0002]箔片气体轴承是一种自作用弹性支承空气动压轴承。它由轴承套、弹性支承结构和顶层箔片等构成。与普通转子轴承相比，它具有转速高，精度好，可靠性高，无油润滑，摩擦损耗小，能在高温环境下工作等一系列优点。箔片气体轴承在航空航天和国防军工等领域具有广阔的应用前景，包括新一代战机、高温燃气轮机、巡航导弹、超低温冷却系统。同时，弹性箔片轴承技术也是21世纪分布式能源系统微型燃气轮机核心技术之一。
[0003]箔片轴承最早在1928年出现，由于箔片轴承具有稳定性好，耐振动，耐冲击，对环境无污染等优点，箔片止推轴承出现在本世纪70年代，已广泛应用于多种高速旋转机械，并取得了良好的应用效果。箔片式动压止推气体轴承由作为基体的底板、平箔、波箔三部分焊接而成。平箔和波箔均为0.1-0.2_厚的合金材料，底板为0.4mm的钢板，采用普通对焊方法，会造成底板严重变形，平箔和波箔被焊透，焊接不良。采用逆变焊接工艺，还是会在底板背面出现凸点，焊接强度不均匀，影响轴承制造质量。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的不足，本发明提供一种箔片式动压止推气体轴承的焊接方法，避免焊接后底板出现变形和凸点的问题，提高焊接强度的均匀性、一致性和轴承产品的制造质量。本发明的另一目的是提供一种实现上述方法的焊接装置。
[0005]本发明的技术方案为:箔片式动压止推气体轴承焊接的方法，焊接步骤如下: ⑴通过控制器编制焊接程序、调整焊接参数，焊接参数包括光点大小、电流强度、激光脉冲宽度、单脉冲能量和频率；
⑵在操作台上安装好底座和分度盘，将轴承底板放在分度盘上面，用波箔定位盘压紧，插上三个定位销，通过固定孔用螺栓将轴承底板及波箔定位盘固定在操作台上；
⑶移动激光焊机的激光头至定位工装的焊接位置，将波箔放在波箔定位盘的波箔定位槽内进行焊接，焊接完一片波箔后旋转分度盘，将下一个波箔定位槽旋转到焊接位置继续进行焊接；
⑷焊接完波箔后取下波箔定位盘，换上顶箔定位盘、插上三个定位销，通过固定孔用螺栓将轴承底板及顶箔定位盘固定在操作台上；
(5)将顶箔放在顶箔定位盘的顶箔定位槽内进行焊接，焊接完一片顶箔后旋转分度盘，将下一个顶箔定位槽旋转到焊接位置继续进行焊接；
(6)焊接完顶箔后，从定位工装上取下箔片轴承。
[0006]光点调节范围0.1mm?3.0mm ;电流强度20?120mA ;激光脉冲宽度0.1?20ms ；单脉冲能量330?380J ;频率1.0?10Hzο
[0007]本发明箔片式动压止推气体轴承的焊接装置，包括控制器、水冷系统和操作台，操作台上装有定位工装。焊接装置设有激光焊机，激光焊机设有激光头。定位工装包括底座、分度盘、波箔定位盘、顶箔定位盘和定位销。底座与操作台刚性连接，分度盘及附件放置于底座上，通过中心孔固定在操作台。波箔定位盘和顶箔定位盘设有固定孔和定位孔，波箔定位盘和顶箔定位盘分别通过固定孔用螺栓固定在分度盘上，定位销插入定位孔定位。
[0008]波箔定位盘设有4?12个波箔定位槽,顶箔定位盘设有4?12个顶箔定位槽。
[0009]激光焊接技术属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上，能够实现局部小范围加热特性，激光非常小的区域内产生很高的平均温度，以外的区域则基本不受影响。
[0010]本发明采用激光焊接的方法焊接箔片式动压止推气体轴承，三个坐标轴采用步进控制，焊接距离可控，焊点大小均匀一致，避免了焊接后轴承底板出现变形、焊透、焊接不均匀和轴承底板背面出现凸点等问题，提高了焊接强度的均匀性和轴承制造产品的质量。通过控制器调整激光脉冲宽度、光点大小、单脉冲能量等参数，控制焊透深度和焊接强度，优化了焊接程序和焊接质量。定位工装具有圆周方向分度功能，满足不同箔片数量的箔片式动压止推气体轴承焊接要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1波箔定位盘的结构示意图；
图2为顶箔定位盘的结构示意图；
图3为定位销的结构示意图；
图4为底座的结构不意图；
图5为分度盘的结构示意图。
[0012]其中:
I一波箔定位盘、2—定位孔、3—波箔定位槽、4一固定孔、5—顶箔定位槽、6—顶箔定位盘、7—定位销、8—底座、9一中心孔、10一定位孔、11一分度盘、12—分度孔。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
[0014]本发明箔片式动压止推气体轴承的焊接装置包括控制器、水冷系统和操作台，操作台上装有定位工装，焊接装置设有激光焊机，激光焊机设有激光头。如图1?5所示，定位工装包括底座8、分度盘11、波箔定位盘1、顶箔定位盘6和定位销7。底座8与操作台刚性连接，分度盘11及附件放置于底座上，通过中心孔固定在操作台。波箔定位盘和顶箔定位盘设有固定孔4和定位孔2，波箔定位盘和顶箔定位盘分别通过固定孔用螺栓固定在分度盘上。波箔定位盘I设有8个波箔定位槽3，顶箔定位盘设有8个顶箔定位槽5。焊接定位销7插入定位孔2定位。
[0015]箔片式动压止推气体轴承焊接的过程是:①设置合理的焊接参数，电流、脉宽、频率等。②安装、调试焊接工装，编写焊接程序。③清除工件表面的灰尘等杂质，用酒精擦拭焊接部位，避免油污影响焊接质量。④寻找准确的焦距点，以红光作为参照点，准确确定要焊接的位置。⑤佩戴好护目镜等防护用品。具体焊接步骤如为: ⑴通过控制器编制焊接程序、调整焊接参数，焊接参数包括光点大小、电流强度、激光脉冲宽度、单脉冲能量和频率。光点调节为0.3mm ；电流强度80mA ;激光脉冲宽6ms ;单脉冲能量350J ;频率5Hz ；
⑵在操作台上安装好底座8和分度盘11，将轴承底板放在分度盘上面，用波箔定位盘I压紧，插上三个定位销7，通过固定孔4用螺栓将轴承底板及波箔定位盘固定在操作台上；
⑶移动激光焊机的激光头移至定位工装的焊接位置，将波箔放在波箔定位盘的波箔定位槽3内进行焊接，焊接完一片波箔后旋转分度盘，将下一个波箔定位槽旋转到焊接位置继续进行焊接；
⑷焊接完波箔后取下波箔定位盘1，换上顶箔定位盘6、插上三个定位销7，通过固定孔4用螺栓将轴承底板及顶箔定位盘固定在操作台上；
(5)将顶箔放在顶箔定位盘的顶箔定位槽5内进行焊接，焊接完一片顶箔后旋转分度盘，将下一个顶箔定位槽旋转到焊接位置继续进行焊接；
(6)焊接完顶箔后，从定位工装上取下箔片轴承。
【权利要求】
1.一种箔片式动压止推气体轴承的焊接方法，焊接步骤如下: ⑴通过控制器编制焊接程序、调整焊接参数，焊接参数包括光点大小、电流强度、激光脉冲宽度、单脉冲能量和频率； ⑵在操作台上安装好底座(8)和分度盘(11)，将轴承底板放在分度盘上面，用波箔定位盘(I)压紧，插上三个定位销(7)，通过固定孔(4)用螺栓将轴承底板及波箔定位盘固定在操作台上； ⑶移动激光焊机的激光头至定位工装的焊接位置，将波箔放在波箔定位盘的波箔定位槽(3)内进行焊接，焊接完一片波箔后旋转分度盘，将下一个波箔定位槽旋转到焊接位置，继续进行焊接； ⑷焊接完波箔后取下波箔定位盘(I )，换上顶箔定位盘(6)、插上三个定位销(7)，通过固定孔(4)用螺栓将轴承底板及顶箔定位盘固定在操作台上； (5)将顶箔放在顶箔定位盘的顶箔定位槽(5)内进行焊接，焊接完一片顶箔后旋转分度盘，将下一个顶箔定位槽旋转到焊接位置继续进行焊接； (6)焊接完顶箔后，从定位工装上取下箔片轴承。
2.根据权利要求1所述的箔片式动压止推气体轴承焊接的方法，其特征是:所述焊接参数为:光点调节范围0.1mm?3.0mm ;电流强度20?120mA ;激光脉冲宽0.1?20ms ;单脉冲能量330?380J ;频率1.0?10Hzο
3.一种箔片式动压止推气体轴承的焊接装置，包括控制器、水冷系统和操作台，操作台上装有定位工装，其特征是:所述焊接装置设有激光焊机，激光焊机设有激光头；所述定位工装包括底座(8 )、分度盘(11 )、波箔定位盘(I )、顶箔定位盘(6 )和定位销(7 );所述底座(8)与操作台刚性连接，分度盘(11)及附件放置于底座上，通过中心孔固定在操作台；所述波箔定位盘和顶箔定位盘设有固定孔(4 )和定位孔(2 ),波箔定位盘和顶箔定位盘分别通过固定孔用螺栓固定在分度盘上，定位销(7)插入定位孔定位。
4.根据权利要求1所述的箔片式动压止推气体轴承的焊接装置，其特征是:所述波箔定位盘(I)设有4?12个波箔定位槽(3),所述顶箔定位盘(6)设有4?12个顶箔定位槽(5)。
【文档编号】B23K37/04GK104259659SQ201410410422
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】王红, 何波, 王帅 申请人:石家庄金士顿轴承科技有限公司