CN111872562A - 一种薄壁轴承件的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种薄壁轴承件的焊接方法。薄壁轴承件的焊接方法，将薄壁轴承和挡铁装配在一起以使轴承外圈与挡铁配合形成台阶结构；在焊接时，使挡铁的端面与激光发射口轴线的夹角呈30°‑60°，其中激光发射口的轴线在挡铁端面上的投影与焊接形成的焊缝相交；激光发射口发射的激光束对台阶结构的立面和平面的交汇处进行焊接，以得到环形焊缝，进而将轴承外圈和挡铁固定在一起。通过将挡铁的端面与激光发射口轴线的夹角呈30°‑60°，使得焊缝靠近轴承外圈的一侧与轴承外圈的内壁面接***行，这样，使焊缝的上部和下部距离轴承外圈的内壁面的距离均相同且较远，进而使轴承外圈不容易被熔穿，提高了焊接成功率。

Description

一种薄壁轴承件的焊接方法
技术领域
本发明涉及一种薄壁轴承件的焊接方法。
背景技术
旋转电磁铁用于航天机载设备中供油路转换开关。如申请公布号为CN108233672A的中国发明专利公开了一种旋转电磁铁，包括壳体，壳体上通过轴承转动装配有转轴，转轴上固设有衔铁，壳体中于衔铁周向外侧设有定子线圈组件，壳体包括沿转轴轴向间隔布置于衔铁两侧的前、后挡铁，轴承安装在前、后挡铁与转轴之间。
现有技术中，一般将轴承外圈与相应挡铁焊接在一起，以保证转轴在前后挡铁上转动的稳定性。目前，在焊接轴承外圈与相应挡铁时，激光焊枪发射的激光束与相应挡铁的外端面垂直，由于焊缝截面近似为三角形，上部较宽，下部较窄，在焊缝深度一定的情况下，焊缝上部和焊缝下部熔入轴承外圈的厚度不一致，上部熔入较多，下部熔入较少，而旋转电磁铁的轴承一般为薄壁轴承，这样容易使焊缝在轴承外圈的上部熔入过多而导致焊接熔穿的问题，影响焊接质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄壁轴承件的焊接方法，以解决现有技术中在焊接轴承外圈与相应挡铁时，激光焊枪的激光束与相应挡铁的外端面垂直而导致轴承外圈在焊接时容易熔穿的技术问题。
为实现上述目的，本发明薄壁轴承件的焊接方法的技术方案是：
薄壁轴承件的焊接方法，将薄壁轴承和挡铁装配在一起以使轴承外圈与挡铁配合形成台阶结构；在焊接时，使挡铁的端面与激光发射口轴线的夹角呈30°-60°，其中激光发射口的轴线在挡铁端面上的投影与焊接形成的焊缝相交；激光发射口发射的激光束对台阶结构的立面和平面的交汇处进行焊接，以得到环形焊缝，进而将轴承外圈和挡铁固定在一起。
有益效果是：通过将挡铁的端面与激光发射口轴线的夹角呈30°-60°，使得焊缝靠近轴承外圈的一侧与轴承外圈的内壁面接***行，这样，使焊缝的上部和下部距离轴承外圈的内壁面的距离均相同且较远，进而使轴承外圈不容易被熔穿，提高了焊接成功率。
进一步的，激光发射口的轴线在挡铁端面上的投影或激光发射口的轴线在挡铁端面上的投影延长线经过薄壁轴承的轴线。
进一步的，将薄壁轴承的轴承外圈沿薄壁轴承的轴向凸出挡铁端面以形成所述的台阶结构。
有益效果是：这样设计，使得台阶结构的立面朝向薄壁轴承的径向外侧，避免焊渣溅入到滚珠轴承上，影响薄壁轴承的正常使用。
进一步的，在焊接时，先在台阶位置处沿薄壁轴承的周向进行点焊。
有益效果是：这样能够保证轴承外圈与挡铁焊接过程中的稳定性。
进一步的，焊点的位置在薄壁轴承的周向上均布，且焊点直径约0.4-0.8mm。
进一步的，所述激光束的脉冲波形为梯形。
有益效果是：梯形波形能够保证焊点重合率，提高焊接质量。
进一步的，挡铁的端面与激光发射口轴线的夹角呈40°-50°。
有益效果是：这样设计，使得焊缝靠近轴承外圈的一侧与轴承外圈的内侧壁接***行，进一步保证焊缝不会熔穿轴承外圈。
进一步的，采用惰性气体对焊接位置处进行正面保护。
有益效果是：避免焊接时受外界因素影响，提高轴承外圈与挡铁之间的焊接质量。
附图说明
图1为本发明薄壁轴承件的焊接方法的实施例1的结构示意图；
图2为本发明薄壁轴承件在激光束与挡铁的端面夹角较大时的结构示意图；
图3为本发明薄壁轴承件在激光束与挡铁的端面夹角较小时的结构示意图；
图4为图1中工装支座的结构简图；
图5为本发明薄壁轴承件的焊接方法的实施例2的结构示意图
图中：1-卡盘平台；2-工装支座；21-角度调节件；22-夹持装置；23-支座主体；24-固定块；3-挡铁；4-轴承外圈；5-轴承滚珠；6-焊缝；7-激光束；8-激光发射口。
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。
本发明薄壁轴承件的焊接方法的实施例1：
如图1所示，薄壁轴承的轴承外圈4和轴承内圈之间设有轴承滚珠5，轴承内圈供旋转电磁铁的转轴穿过并与转轴转动装配，轴承外圈4与旋转电磁铁的相应挡铁3焊接连接。其中，轴承外圈4的壁厚在1mm以下，而且轴承外圈4在轴承外圈4轴向上凸出挡铁3的端面以形成台阶结构，即轴承外圈的外壁面构成台阶结构的立面，挡铁的端面构成台阶结构的平面。
在焊接之前，先将薄壁轴承与挡铁3装配在一起，之后将薄壁轴承与挡铁3一起固定在工装支座2上。其中，工装支座2设置在卡盘平台1上，工装支座2和卡盘平台1为现有焊接设备上的部件，如图4所示，工装支座2包括支座主体23，支座主体23上设有两个固定块24，两个固定块24之间设有夹持装置22，夹持装置22包括壳体，壳体内设有驱动电机，驱动电机的驱动端传动连接有三爪卡盘，三爪卡盘用于夹持薄壁轴承和挡铁，驱动电机用于驱动三爪卡盘转动，以在三爪卡盘转动时在轴承外圈4与挡铁3之间焊接环缝；其中，两个固定块24中的其中一个上设有角度调节件21，角度调节件21通过调节壳体的倾斜角度，来调节三爪卡盘的倾斜角度，进而调节挡铁3的端面与激光发射口发射的激光束的夹角。
在薄壁轴承与挡铁3一起固定在工装支座2上后，先用干净的蘸有无水乙醇的绸布将焊接位置擦拭干净并烘干，烘干温度为30-80℃，时间为5-20min。其中，焊接位置为轴承外圈4的外壁面与挡铁3的端面的交汇处。
烘干后，通过工装支座2调整挡铁3的端面，使挡铁3的端面与由激光发射口8发射的激光束7的夹角成50°，且要保证激光束7正好聚焦在轴承外圈4与挡铁3的焊缝6中间位置。其中，激光束7在挡铁3端面上投影的延长线与焊缝相交并经过薄壁轴承的轴线。
在正式焊接前，先在焊接位置处沿薄壁轴承的周向进行点焊，优选的，点焊4-8点，且所有焊点的位置在薄壁轴承的周向上均布，焊点直径约0.4-0.8mm。
正式焊接时，通过激光焊枪对薄壁轴承的轴承外圈4与挡铁3进行焊接，其中，激光的脉冲波形为梯形，焊点重合率为70%-80%，脉冲最大输出功率是270-300W，同时，采用高纯氩气对焊接位置进行正面保护，氩气的气流量为10-15L/min。
如图1所示，轴承外圈4与挡铁3之间的焊缝6呈倒三角形，即为上宽下窄结构，从图1中可以看出，焊缝6的左侧边与轴承外圈4的内壁面接***行，这样，使焊缝6哪个位置距离轴承外圈4的内壁面的距离均相同，进而使轴承外圈4不容易被熔穿。
从图2中可以看出，激光束7与挡铁3的夹角较小，焊缝6的左侧边的延长线与轴承外圈4的内壁面相交，这样，使焊缝6的下部距离轴承外圈4的内壁面较近，容易使轴承外圈4熔穿。
从图3中可以看出，激光束7与挡铁3的夹角较大并接近90°，即激光束7与挡铁3接近垂直，焊缝6的左侧边的延长线与轴承外圈4的内壁面相交，这样，使焊缝6的上部距离轴承外圈4的内壁面较近，容易使轴承外圈4熔穿。
本发明薄壁轴承件的焊接方法的实施例2：
实施例1中，轴承外圈4在轴承外圈4轴向上凸出挡铁3的端面以形成台阶结构，激光束7在挡铁3端面上投影的延长线经过薄壁轴承的轴线，本实施例中，如图5所示，轴承外圈4在轴承外圈4轴向上沉入挡铁3的端面以形成台阶结构，即轴承外圈4的端面构成台阶结构的平面，挡铁3的内侧面构成台阶结构的立面，激光束7在挡铁3端面上投影的延长线经过薄壁轴承的轴线。
本发明薄壁轴承件的焊接方法的实施例3：
实施例1中，轴承外圈4在轴承外圈4轴向上凸出挡铁3的端面以形成台阶结构，激光束7在挡铁3上投影的延长线与焊缝相交并经过薄壁轴承的轴线，本实施例中，激光束在挡铁端面上投影的延长线与焊缝相交但不经过薄壁轴承的轴线。
本发明薄壁轴承件的焊接方法的实施例4：
实施例1中，激光焊枪的脉冲波形为梯形，本实施例中，激光焊枪的脉冲波形为锯齿形。
本发明薄壁轴承件的焊接方法的实施例5：
实施例1中，挡铁3的端面与由激光发射口8发射的激光束7的夹角成50°，以保证焊接质量，本实施例中，挡铁的端面与由激光发射口发射的激光束的夹角成30°，以保证焊接质量。挡铁的端面与由激光发射口发射的激光束的夹角成60°，以保证焊接质量。
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 (8)

1.薄壁轴承件的焊接方法，其特征在于，将薄壁轴承和挡铁装配在一起以使轴承外圈与挡铁配合形成台阶结构；在焊接时，使挡铁的端面与激光发射口轴线的夹角呈30°-60°，其中激光发射口的轴线在挡铁端面上的投影与焊接形成的焊缝相交；激光发射口发射的激光束对台阶结构的立面和平面的交汇处进行焊接，以得到环形焊缝，进而将轴承外圈和挡铁固定在一起。
2.根据权利要求1所述的薄壁轴承件的焊接方法，其特征在于，激光发射口的轴线在挡铁端面上的投影或激光发射口的轴线在挡铁端面上的投影延长线经过薄壁轴承的轴线。
3.根据权利要求1所述的薄壁轴承件的焊接方法，其特征在于，将薄壁轴承的轴承外圈沿薄壁轴承的轴向凸出挡铁端面以形成所述的台阶结构。
4.根据权利要求1或2或3所述的薄壁轴承件的焊接方法，其特征在于，在焊接时，先在台阶结构处沿薄壁轴承的周向进行点焊。
5.根据权利要求4所述的薄壁轴承件的焊接方法，其特征在于，焊点的位置在薄壁轴承的周向上均布，且焊点直径约0.4-0.8mm。
6.根据权利要求1或2或3所述的薄壁轴承件的焊接方法，其特征在于，所述激光束的脉冲波形为梯形。
7.根据权利要求1或2或3所述的薄壁轴承件的焊接方法，其特征在于，挡铁的端面与激光发射口轴线的夹角呈40°-50°。
8.根据权利要求1或2或3所述的薄壁轴承件的焊接方法，其特征在于，采用惰性气体对焊接位置处进行正面保护。
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