不銹鋼薄壁波紋管與兩端金屬hub(連接軸套)的無間隙焊接,是金屬波紋管聯(lián)軸器實現(xiàn)零背隙傳動的核心工藝環(huán)節(jié)。目前主流采用激光精密焊接工藝,以KBK系列聯(lián)軸器為例,其工藝流程圍繞“高精度定位、低損傷焊接、無間隙成型"三大核心目標(biāo)展開,具體實施步驟如下:
焊接母材需嚴(yán)格匹配,波紋管采用奧氏體不銹鋼(如1.4401/304),壁厚控制在0.1-0.5mm;連接hub選用同材質(zhì)或兼容合金鋼,確保焊接兼容性與強(qiáng)度匹配。
工件表面需進(jìn)行清潔預(yù)處理:通過超聲波清洗去除波紋管端部、hub焊接槽的油污、灰塵與氧化皮;采用機(jī)械拋光去除表面鈍化層,露出金屬光澤,避免焊接時產(chǎn)生氣孔、虛焊缺陷。
使用定制化氣動夾具實現(xiàn)波紋管與hub的同軸定位,夾具同軸度公差需≤0.01mm,確保波紋管端部與hub焊接槽貼合,無徑向偏移與縫隙。
夾具采用柔性夾持設(shè)計,避免對薄壁波紋管造成擠壓變形;同時配備真空吸附裝置固定工件,防止焊接過程中出現(xiàn)位移。
針對0.1-0.5mm的薄壁波紋管,選用光纖激光焊接機(jī),其優(yōu)勢在于熱影響區(qū)小(熱影響區(qū)寬度≤0.2mm)、焊接精度高、焊縫成型均勻,可避免波紋管因高溫產(chǎn)生塑性變形。
相較于傳統(tǒng)氬弧焊,激光焊接的能量密度集中,能在瞬間完成熔接,確保波紋管與hub形成剛性整體,無連接間隙。
根據(jù)波紋管壁厚與直徑,匹配對應(yīng)的激光焊接參數(shù),參數(shù)需嚴(yán)格控制以避免過焊或虛焊,典型參數(shù)范圍如下表所示:
| 波紋管壁厚(mm) | 激光功率(W) | 焊接速度(mm/s) | 保護(hù)氣體流量(L/min) |
|---|---|---|---|
| 0.1-0.2 | 80-120 | 15-25 | 5-8 |
| 0.2-0.3 | 120-180 | 10-18 | 8-10 |
| 0.3-0.5 | 180-250 | 8-12 | 10-12 |
焊接過程中需通入氬氣作為保護(hù)氣體,隔絕空氣防止焊縫氧化;保護(hù)氣體噴嘴需緊貼焊接區(qū)域,確保氣流均勻覆蓋熔池。
采用圓周連續(xù)焊接方式,焊接頭與工件同步旋轉(zhuǎn),激光光斑精準(zhǔn)對準(zhǔn)波紋管與hub的接縫處,確保焊縫覆蓋接縫,無斷點。
焊接時需控制熔深,熔深深度以穿透波紋管壁厚并與hub熔合為準(zhǔn),避免熔深過大導(dǎo)致hub內(nèi)壁形成焊瘤,影響后續(xù)與軸的裝配精度。
焊縫外觀需光滑平整,無氣孔、裂紋、虛焊、咬邊等缺陷;焊縫寬度均勻,偏差≤0.1mm。
檢測同軸度:焊接后工件的徑向圓跳動公差需≤0.02mm,確保聯(lián)軸器傳動時無偏心。
氣密性檢測:將工件接入氣密檢測儀,通入0.5MPa壓縮空氣,浸泡在水中觀察無氣泡產(chǎn)生,判定為無泄漏。
扭矩測試:對焊接組件施加額定扭矩,持續(xù)1分鐘,檢測波紋管與hub無相對轉(zhuǎn)動,判定為無間隙連接合格。
對焊接后的工件進(jìn)行低溫退火處理(溫度200-250℃,保溫1-2小時),消除焊接殘余應(yīng)力,防止薄壁波紋管后期產(chǎn)生變形。
1. 連接無間隙:焊縫與母材形成冶金結(jié)合,波紋管與hub無相對位移空間,消除連接間隙導(dǎo)致的背隙。
2. 高強(qiáng)度特性:焊縫抗拉強(qiáng)度≥母材強(qiáng)度的90%,可承受額定扭矩與頻繁換向沖擊,不易斷裂。
3. 低變形影響:激光焊接熱影響區(qū)小,薄壁波紋管無明顯塑性變形,保持原有彈性特性。
1. 嚴(yán)禁表面污染:焊接前工件表面若殘留油污或氧化皮,會直接導(dǎo)致氣孔缺陷,需嚴(yán)格執(zhí)行清潔工序。
2. 避免參數(shù)波動:激光功率、焊接速度需穩(wěn)定,參數(shù)波動會造成焊縫成型不均,影響連接精度。
3. 工裝精度管控:夾具的同軸度直接決定焊接質(zhì)量,需定期校準(zhǔn)夾具精度,避免因夾具磨損導(dǎo)致定位偏差。