[发明专利]一种箔片式动压止推气体轴承的焊接方法及焊接装置

说明书

技术领域

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

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。

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0.1-0.2mm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

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。

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；

⑸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；

⑹焊接完顶箔后，从定位工装上取下箔片轴承。

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1.0～100Hz。

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。

    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。

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。

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。

附图说明

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为底座的结构示意图；

图5为分度盘的结构示意图。

其中：