法蘭變送器壓力傳感部件激光焊接治具的制作方法

本發(fā)明涉及激光焊接治具，尤其是涉及法蘭變送器壓力傳感部件激光焊接治具。

背景技術(shù)：

法蘭變送器是一種用于測量各種流體的壓力、差壓、流量、液位等工業(yè)過程控制參數(shù)的器件，廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、醫(yī)藥、電力等行業(yè)。法蘭變送器的壓力傳感部件(由厚度僅有0.04mm波紋膜片和法蘭采用精密焊接而成)直接與被測物質(zhì)接觸，感受壓力信號，實(shí)現(xiàn)壓力信號測量。因此對法蘭變送器壓力傳感部件的焊接質(zhì)量要求較高。

對于波紋膜片這種超薄零件的焊接，其焊接難度較大，目前國內(nèi)主要采用電阻焊和氬弧焊，焊接性較差，不易控制。國內(nèi)目前法蘭變送器壓力傳感部件法蘭和波紋膜片密封焊接工藝主要采用的還是電阻焊、氬弧焊等，而國外多采用先進(jìn)的激光焊接工藝，且焊接自動化程度相當(dāng)高，因此其產(chǎn)品穩(wěn)定性好、可靠性高，具有很大的競爭優(yōu)勢。

采用激光焊接，這種高能束流焊接時(shí)，對于波紋膜片和法蘭之間的裝配間隙要求非常嚴(yán)格，同時(shí)也要考慮焊縫內(nèi)側(cè)散熱，來抑制波紋膜片的變形，防止測壓精度降低。因此，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的焊接治具來消除以上不良因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上問題，本發(fā)明提供一種法蘭變送器壓力傳感部件激光焊接治具，利用該治具能有效保證法蘭變送器壓力傳感部件的密封性，大大提高焊接質(zhì)量。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：法蘭變送器壓力傳感部件激光焊接治具，包括安裝底板和安裝在安裝底板上的電動回轉(zhuǎn)臺，所述電動回轉(zhuǎn)臺用于放置待加工的法蘭變送器且?guī)臃ㄌm變送器一起旋轉(zhuǎn)，其特征在于：所述電動回轉(zhuǎn)臺一側(cè)設(shè)有滑動板，所述滑動板垂直固定在安裝底板上；所述滑動板內(nèi)側(cè)設(shè)有平行于電動回轉(zhuǎn)臺軸線的滑動機(jī)構(gòu)，所述滑動機(jī)構(gòu)上端設(shè)有一端伸向電動回轉(zhuǎn)臺的軸承安裝板，所述軸承安裝板的滑動端與滑動機(jī)構(gòu)連接，所述軸承安裝板的壓緊端通過軸承與壓緊機(jī)構(gòu)上端連接，所述壓緊機(jī)構(gòu)下端與法蘭變送器上的波紋膜片上表面貼合，所述滑動機(jī)構(gòu)通過軸承安裝板帶動壓緊機(jī)構(gòu)將波紋膜片壓緊在法蘭變送器上。

作為優(yōu)選，所述壓緊機(jī)構(gòu)包括與電動回轉(zhuǎn)臺同軸的轉(zhuǎn)軸和用于壓緊波紋膜片的壓塊，所述轉(zhuǎn)軸的上端與軸承安裝板的壓緊端連接，所述轉(zhuǎn)軸的下端與壓塊連接，所述壓塊的下表面與波紋膜片上表面貼合。

作為優(yōu)選，所述滑動機(jī)構(gòu)包括平行于電動回轉(zhuǎn)臺軸線的氣動滑臺、氣缸和導(dǎo)桿，所述氣動滑臺固定設(shè)置在滑動板上，所述氣動滑臺上固定有氣缸，所述氣缸通過導(dǎo)桿帶動軸承安裝板上下運(yùn)動。

作為優(yōu)選，所述軸承安裝板的壓緊端設(shè)有軸承安裝孔，軸承安裝孔內(nèi)安裝有軸承，所述軸承安裝孔上端設(shè)有軸承鎖緊螺母，下端設(shè)有軸承蓋。

作為優(yōu)選，所述軸承為的雙列角接觸軸承。

作為優(yōu)選，所述壓塊上部為圓柱形，下部為錐形，所述壓塊下部直徑大于上部直徑，使得壓塊下部具有傾斜的坡度，能避免焊接過程中壓塊上部對激光的遮擋。

作為優(yōu)選，所述壓塊中部設(shè)有與電動回轉(zhuǎn)臺同軸的通孔。

作為優(yōu)選，所述壓塊通過聚氨酯轉(zhuǎn)接塊安裝在轉(zhuǎn)軸下端。

作為優(yōu)選，還包括用于將法蘭變送器夾緊的三爪卡盤。

本發(fā)明取得的有益效果是：本發(fā)明采用氣動滑臺帶動壓塊將波紋 片壓緊在法蘭上，通過氣動系統(tǒng)對壓塊進(jìn)行自動控制同時(shí)，保證波紋膜片完全壓緊，進(jìn)一步保證焊接的可靠性和穩(wěn)定性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，采用氣動滑臺和電動回轉(zhuǎn)臺等自動控制裝置，提高了自動化程度，減少了勞動力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明治具安裝后的整體示意圖；

圖2為本發(fā)明治具的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為壓塊壓緊波紋膜片結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1-2所示，本發(fā)明的法蘭變送器壓力傳感部件激光焊接治具，該治具安裝在焊接工作臺20上，用于固定待焊接法蘭變送器13，然后將波紋膜片12壓緊在法蘭變送器13上，通過調(diào)節(jié)X、Y、Z軸實(shí)現(xiàn)激光頭21位置的精準(zhǔn)定位。電動回轉(zhuǎn)臺15帶動法蘭變送器13旋轉(zhuǎn)一圈，焊接即可完成。隨后控制X、Y、Z軸移出治具組件，取出焊接后的法蘭變送器13，完成整個(gè)加工工程。

如圖2，本發(fā)明的法蘭變送器壓力傳感部件激光焊接治具，包括安裝底板1和安裝在安裝底板1上的電動回轉(zhuǎn)臺15，電動回轉(zhuǎn)臺15用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，待加工法蘭變送器13下端放置在電動回轉(zhuǎn)臺15上端，能夠隨電動回轉(zhuǎn)臺15一起同步旋轉(zhuǎn)。

安裝底板1的一側(cè)固定安裝有滑動板2，滑動板2內(nèi)側(cè)面沿豎直方向上設(shè)有滑動機(jī)構(gòu)，滑動機(jī)構(gòu)包括與電動回轉(zhuǎn)臺15軸線平行的氣動滑臺4、氣缸和導(dǎo)桿，氣動滑臺4固定在滑動板2上，氣缸安裝在氣動滑臺4上，氣缸通過導(dǎo)桿與軸承安裝板5的滑動端連接，氣缸通過導(dǎo)桿帶動軸承安裝板5沿滑動板2上下滑動，軸承安裝板5的另一端為壓緊端，壓緊端設(shè)有與電動回轉(zhuǎn)臺15同軸的軸承安裝孔，在軸承安裝孔內(nèi)通過雙列角接觸軸承16與壓緊機(jī)構(gòu)連接。

壓緊機(jī)構(gòu)連接包括與電動回轉(zhuǎn)臺15同軸的轉(zhuǎn)軸8和用于將波紋膜片12壓緊的壓塊11，轉(zhuǎn)軸8通過雙列角接觸軸承16安裝在軸承安裝孔內(nèi)，轉(zhuǎn)軸8能夠在軸承安裝孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，雙列角接觸軸承16在保證轉(zhuǎn)軸8轉(zhuǎn)動時(shí)還能夠承受軸向載荷，軸承安裝孔的上端設(shè)有軸承鎖緊螺母6，下端設(shè)有軸承蓋7，軸承鎖緊螺母6和軸承蓋7將雙列角接觸軸承16密封安裝在軸承安裝孔內(nèi)。轉(zhuǎn)軸8的另一端通過聚氨酯轉(zhuǎn)接塊9連接有壓塊11，通過螺母17固定，聚氨酯轉(zhuǎn)接塊9具有有一定的柔性，可吸收轉(zhuǎn)軸8與壓塊11安裝過程中產(chǎn)生的軸向偏差，使壓塊11將波紋膜片12在壓緊法蘭變送器13時(shí)均勻受力，處處壓緊，保證法蘭變送器13與波紋膜片12的緊密貼合，滿足焊接要求；結(jié)合圖3所示，壓塊11下表面與波紋膜片12上表面貼合，將波紋膜片12壓緊在法蘭變送器13上端面上，壓塊11壓緊波紋膜片12時(shí)，保證波紋膜片12緊密貼合在法蘭變送器13的上端面上，且保證波紋膜片12沿外周圓相對于壓塊11外圓面露出1.5～2mm作為焊接部位。加工時(shí)，通過三爪卡盤14將法蘭變送器13的中部夾住并固定，激光頭21調(diào)整到位后，對準(zhǔn)焊接部位進(jìn)行焊接加工，法蘭變送器13旋轉(zhuǎn)一周，焊接完成。

在滑動板3和軸承安裝板5上均設(shè)有加強(qiáng)筋板3，使得治具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更好，焊接時(shí)更加平穩(wěn)。

如圖3，為避免加工過程中壓塊11上部對激光的遮擋，壓塊11設(shè)計(jì)成上部為圓柱形，下部為錐形，下部直徑大于上部直徑，使得壓塊11下部具有傾斜的坡度19。；同時(shí)壓塊11中部設(shè)有與電動回轉(zhuǎn)臺同軸的通孔18，防止壓塊11壓緊時(shí)對波紋膜片12的損害，導(dǎo)致法蘭變送器測壓精度降低。壓塊11選用對激光吸收率小的銅材料制成，可以防止焊接過程因誤操作(比如未上料使法蘭變送器13與壓塊11產(chǎn)生焊接)對治具造成損壞；同時(shí)銅具有良好的導(dǎo)熱性，可以幫助焊縫部位快速散熱，最大限度減少熱效應(yīng)，確保焊縫周圍波紋膜片12 不會因受熱產(chǎn)生變形，導(dǎo)致成品性能下降。

整個(gè)焊接工藝過程如下：

將法蘭變送器13安裝在電動回轉(zhuǎn)臺15上，通過三爪卡盤14進(jìn)行定位夾緊，再將波紋膜片12放置于法蘭變送器13上端的小凹槽內(nèi)，啟動氣動滑臺4，氣動滑臺4通過軸承安裝板5帶動壓塊11，壓塊11壓緊波紋膜片12(壓緊時(shí)，波紋膜片12沿外周圓相對于壓塊11外圓面露出1.5～2mm，此即為焊接部位)，使波紋膜片12和法蘭變送器13緊密貼合在一起。啟動電動回轉(zhuǎn)臺15，帶動三爪卡盤14、法蘭13及波紋膜片12一同作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并帶動轉(zhuǎn)軸8轉(zhuǎn)動，通過調(diào)節(jié)X、Y、Z軸，使激光頭21對焊接部位，對法蘭變送器13和波紋膜片12進(jìn)行焊接，電動回轉(zhuǎn)臺15旋轉(zhuǎn)一周(稍大于一周)焊接即完成。之后控制氣動滑臺4上移，取出產(chǎn)品即可。