稱重傳感器焊接要求

稱重傳感器在惡劣的環(huán)境條件下和在對(duì)穩(wěn)定性要求較高的條件下工作時(shí)，必須對(duì)其采用抽真空、充惰性氣體的焊接密封工藝。由于稱重傳感器的結(jié)構(gòu)和制造工藝的特殊性，對(duì)焊接技術(shù)和焊接工藝裝備有如下要求：

1．焊接時(shí)的熱影響區(qū)盡量小，這就要求在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，焊縫要盡量遠(yuǎn)離電阻應(yīng)變計(jì)粘貼位置。

2．焊縫應(yīng)均勻、整齊、美觀，盡量不使膜片變形，因此要求將焊接膜片設(shè)計(jì)成波紋平膜片、杯形膜片，以減少焊接變形，降低殘余應(yīng)力和對(duì)靈敏度的影響。

3．彈性元件的坡口和焊接膜片尖角應(yīng)符合焊接要求，焊縫位置開敞易于焊接作業(yè)，以保證焊縫質(zhì)量。

4．工藝簡(jiǎn)單，焊接效率高。

稱重傳感器焊接方法

1．電子束焊接

在電子束焊機(jī)真空腔內(nèi)進(jìn)行焊接，其焊接工藝是焊機(jī)通入電流加熱陰極，使它成為一個(gè)能發(fā)射電子的電子槍系統(tǒng)，帶有負(fù)電荷的電子束高速飛向處于高電位的稱重傳感器外殼、密封模片與彈性元件相貼合的焊縫。焊機(jī)的聚焦系統(tǒng)使電子束聚焦，并以極高的速度沖擊到極小面積的焊縫上，將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。電子束聚焦越?xì)，能量就越高度集中，可在幾分之一微秒內(nèi)，使被焊接的極小面積焊縫的溫度升 高到幾千度，從而熔化被焊材料進(jìn)行焊接密封。

電子束焊接的特點(diǎn)是：

（1）焊接在100～1 000 Pa壓力真空腔內(nèi)進(jìn)行，不受各種污染物影響。

（2）焊接時(shí)能量快速高度集中，熱影響區(qū)小，被焊件不變形。

（3）適用范圍廣，可焊接各種合金鋼、不銹鋼和有色金屬材料，焊接最小厚度為0.1 mm。

（4）焊接后彈性元件或電阻應(yīng)變計(jì)處于100～1 000 Pa真空中，是最佳的密封狀態(tài)，密封等級(jí)可達(dá)IP68。

（5）沒有焊渣，無須清除氧化膜。

2．激光焊接

激光光束是由單色的、相位相干的電磁波組成，正因?yàn)樗膯紊院拖喔尚?，激光束的能量才可以匯聚到一個(gè)相對(duì)較小的點(diǎn)上，其功率密度能達(dá)到1×107 W／cHi2以上。當(dāng)激光束聚焦后射向焊縫時(shí)，焊接接頭吸收光能在局部產(chǎn)生高熱，使焊接坡口的尖端熔化而成為一體。

焊接稱重傳感器膜片時(shí)，脈沖激光電源首先把氙燈點(diǎn)亮，使其處于預(yù)燃狀態(tài)，計(jì)算機(jī)控制激光電源使氙燈脈沖放電，從而形成一定頻率、一定脈寬的光波，該光經(jīng)過聚光腔輻射到激光晶體上并使其發(fā)光，再經(jīng)過激光諧振腔諧振后發(fā)出波長(zhǎng)為1. 06 ym的激光，激光經(jīng)擴(kuò)束、反射、聚焦后射向被焊接稱重傳感器的焊縫上，焊縫吸收光能，局部產(chǎn)生高熱而熔化，使彈性元件和膜斤、外殼熔合。

激光焊接的特點(diǎn)是：

（1）為不接觸焊接，可將彈性元件放在透明真空罩內(nèi)，實(shí)現(xiàn)真空焊接密封。

（2）能量集中，熱影響區(qū)小，焊接的彈性元件、膜片和外殼不變形。

（3）可熔合不同金屬和合金，并能完成不同材料的異性焊接，如金屬與陶瓷等。

（4）沒有焊渣，不需要清除氧化膜。

3．脈沖氬弧焊接

脈沖氬弧焊接是保護(hù)氣體下電弧焊的一種，其特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、焊接效率高、適應(yīng)性強(qiáng)，可焊接各種鋼、鋁、鈦合金，焊接厚度0.1～2 mm。缺點(diǎn)是熱影響區(qū)較大，對(duì)操作者的焊接技術(shù)要求高，不適合焊接低容量、體積較小的稱重傳感器。脈沖氬弧焊接設(shè)備由高頻脈沖直流焊接電源、氬氣瓶、焊槍及其固定支架、表面鋪有厚度為3～5 mm銅鈑的工作臺(tái)和自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分度頭等組成，可進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)焊接。脈沖氬弧焊接的特點(diǎn)是：動(dòng)特性好，脈沖頻率調(diào)節(jié)范圍寬，輸出電流穩(wěn)定，電源體積小，焊接技術(shù)容易掌握，成本低而焊接質(zhì)量好。其應(yīng)用范圍是：

（1）焊接0.08～1 mm厚度的不銹鋼、合金鋼、鎳基合金、鈦合金及0.5～1 mm厚度的鋁合金。

（2）用于連續(xù)低頻脈沖、高頻脈沖各種焊接過程。

（3）適合焊接較薄的波紋管、波紋平膜片、杯形膜片等。

無論是采用電子束焊接、激光焊接、脈沖氬弧焊接還是其他焊接方法，都必須進(jìn)行嚴(yán)格的檢漏，以保證焊接質(zhì)量。檢漏的方法較多，對(duì)于稱重傳感器而言，采用氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行檢漏是比較理想的方法。為便于氦質(zhì)譜檢漏儀有效地檢查焊縫質(zhì)量，稱重傳感器在抽真空后，應(yīng)充入90%的氮?dú)夂?0%的氦氣。

稱重傳感器的密封焊接方式

目前傳感器密封焊接采用的方法有：電阻焊、氬弧焊、電了束焊、等離子焊等。

1、電阻焊：它用來焊接薄金屬件，在兩個(gè)電極間夾緊被焊工件通過大的電流熔化電極接觸的表面，稱重傳感器通過工件電阻發(fā)熱來實(shí)施焊接。工件易變形，電阻焊通過接頭兩邊焊合，而激光焊只從單邊進(jìn)行，電阻焊所用電極需經(jīng)常維護(hù)以清除氧化物和從工件粘連著的金屬，激光焊接薄金屬搭接接頭時(shí)并不接觸工件，再者，光束還可進(jìn)入常規(guī)焊難以焊及的區(qū)域，焊接速度快。

2、氬弧焊：使用非消耗電極與保護(hù)氣體，常用來焊接薄工件，但焊接速度較慢，且熱輸入比激光焊大很多，易產(chǎn)生變形。

3、等離子弧焊：與氬弧類似，但其焊炬會(huì)產(chǎn)生壓縮電弧，以提高弧溫和能量密度，它比氬弧焊速度快、熔深大，但遜于激光焊。

4、電子束焊：它靠一束加速高能密度電子流撞擊工件稱重傳感器在工件表面很小密積內(nèi)產(chǎn)生巨大的熱，形成“小孔”效應(yīng)，從而實(shí)施深熔焊接。電子束焊的主要缺點(diǎn)是需要高真空環(huán)境，設(shè)備復(fù)雜，焊件尺寸和形狀受到真空室的限制，對(duì)韓件裝配質(zhì)量要求嚴(yán)格，非真空電子束焊也可實(shí)施，但影響效果。

電子束焊還有磁偏移和X射線問題，由于電子帶電，會(huì)受磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)影響，故要求電子束焊工件焊前去磁處理。X射線在高壓下特別強(qiáng)，需對(duì)操作人員實(shí)施保護(hù)。激光焊則不需 真空室和對(duì)工件焊前進(jìn)行去磁處理，它可在大氣中進(jìn)行，也沒有防X射線問題，所以可在生產(chǎn)線內(nèi)聯(lián)機(jī)操作，也可焊接磁性材料。