稱重傳感器焊接要求及焊接方法

　　稱重傳感器焊接要求

　　稱重傳感器在惡劣的環境條件下和在對穩定性要求較高的條件下工作時，必須對其採用抽真空、充惰性氣體的焊接密封工藝。由於稱重傳感器的結構和製造工藝的特殊性，對焊接技術和焊接工藝裝備有如下要求：

　　1．焊接時的熱影響區儘量小，這就要求在進行結構設計時，焊縫要儘量遠離電阻應變計粘貼位置。

　　2．焊縫應均勻、整齊、美觀，儘量不使膜片變形，因此要求將焊接膜片設計成波紋平膜片、杯形膜片，以減少焊接變形，降低殘餘應力和對靈敏度的影響。

　　3．彈性元件的坡口和焊接膜片尖角應符合焊接要求，焊縫位置開敞易於焊接作業，以保證焊縫質量。

　　4．工藝簡單，焊接效率高。

　　稱重傳感器焊接方法

　　1．電子束焊接

　　在電子束焊機真空腔內進行焊接，其焊接工藝是焊機通入電流加熱陰極，使它成為一個能發射電子的電子槍系統，帶有負電荷的電子束高速飛向處於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。焊機的聚焦系統使電子束聚焦，並以極高的速度衝擊到極小面積的焊縫上，將動能轉變為熱能。電子束聚焦越細，能量就越高度集中，可在幾分之一微秒內，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行焊接密封。

　　電子束焊接的特點是：

　　（1）焊接在100～1 000 Pa壓力真空腔內進行，不受各種汙染物影響。

　　（2）焊接時能量快速高度集中，熱影響區小，被焊件不變形。

　　（3）適用範圍廣，可焊接各種合金鋼、不鏽鋼和有色金屬材料，焊接最小厚度為0.1 mm。

　　（4）焊接後彈性元件或電阻應變計處於100～1 000 Pa真空中，是最佳的密封狀態，密封等級可達IP68。

　　（5）沒有焊渣，無須清除氧化膜。

　　2．雷射焊接

　　雷射光束是由單色的、相位相干的電磁波組成，正因為它的單色性和相干性，雷射束的能量才可以匯聚到一個相對較小的點上，其功率密度能達到1×107 W／cHi2以上。當雷射束聚焦後射向焊縫時，焊接接頭吸收光能在局部產生高熱，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，脈衝雷射電源首先把氙燈點亮，使其處於預燃狀態，計算機控制雷射電源使氙燈脈衝放電，從而形成一定頻率、一定脈寬的光波，該光經過聚光腔輻射到雷射晶體上並使其發光，再經過雷射諧振腔諧振後發出波長為1. 06 ym的雷射，雷射經擴束、反射、聚焦後射向被焊接稱重傳感器的焊縫上，焊縫吸收光能，局部產生高熱而熔化，使彈性元件和膜斤、外殼熔合。

　　雷射焊接的特點是：

　　（1）為不接觸焊接，可將彈性元件放在透明真空罩內，實現真空焊接密封。

　　（2）能量集中，熱影響區小，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，並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．脈衝氬弧焊接

　　脈衝氬弧焊接是保護氣體下電弧焊的一種，其特點是工藝簡單、焊接效率高、適應性強，可焊接各種鋼、鋁、鈦合金，焊接厚度0.1～2 mm。缺點是熱影響區較大，對操作者的焊接技術要求高，不適合焊接低容量、體積較小的稱重傳感器。脈衝氬弧焊接設備由高頻脈衝直流焊接電源、氬氣瓶、焊槍及其固定支架、表面鋪有厚度為3～5 mm銅鈑的工作檯和自動旋轉分度頭等組成，可進行手動和自動焊接。脈衝氬弧焊接的特點是：動特性好，脈衝頻率調節範圍寬，輸出電流穩定，電源體積小，焊接技術容易掌握，成本低而焊接質量好。其應用範圍是：

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

　　（2）用於連續低頻脈衝、高頻脈衝各種焊接過程。

　　（3）適合焊接較薄的波紋管、波紋平膜片、杯形膜片等。

　　無論是採用電子束焊接、雷射焊接、脈衝氬弧焊接還是其他焊接方法，都必須進行嚴格的檢漏，以保證焊接質量。檢漏的方法較多，對於稱重傳感器而言，採用氦質譜檢漏儀進行檢漏是比較理想的方法。為便於氦質譜檢漏儀有效地檢查焊縫質量，稱重傳感器在抽真空後，應充入90%的氮氣和10%的氦氣。

　　稱重傳感器的密封焊接方式

　　目前傳感器密封焊接採用的方法有：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熱來實施焊接。工件易變形，電阻焊通過接頭兩邊焊合，而雷射焊只從單邊進行，電阻焊所用電極需經常維護以清除氧化物和從工件粘連著的金屬，雷射焊接薄金屬搭接接頭時並不接觸工件，再者，光束還可進入常規焊難以焊及的區域，焊接速度快。

　　2、氬弧焊：使用非消耗電極與保護氣體，常用來焊接薄工件，但焊接速度較慢，且熱輸入比雷射焊大很多，易產生變形。

　　3、等離子弧焊：與氬弧類似，但其焊炬會產生壓縮電弧，以提高弧溫和能量密度，它比氬弧焊速度快、熔深大，但遜於雷射焊。

　　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產生巨大的熱，形成「小孔」效應，從而實施深熔焊接。電子束焊的主要缺點是需要高真空環境，設備複雜，焊件尺寸和形狀受到真空室的限制，對韓件裝配質量要求嚴格，非真空電子束焊也可實施，但影響效果。

　　電子束焊還有磁偏移和X射線問題，由於電子帶電，會受磁場偏轉影響，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，需對操作人員實施保護。雷射焊則不需 真空室和對工件焊前進行去磁處理，它可在大氣中進行，也沒有防X射線問題，所以可在生產線內聯機操作，也可焊接磁性材料。

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