[发明专利]一种膜片式压力开关焊接接头结构及其焊接方法

说明书

一种膜片式压力开关焊接接头结构及其焊接方法，接头结构中第二壳体(2‑1)和第二接管嘴(2‑3)外侧边缘分别设有第二焊接凸台(2‑4)和定位台阶(6)，第二壳体(2‑1)、第二膜片(2‑2)和第二接管嘴(2‑3)均通过定位台阶(6)实现间隙配合定位，第二壳体(2‑1)和第二接管嘴(2‑3)通过第二焊接凸台(2‑4)和定位台阶(6)将所述第二膜片(2‑2)压紧固定，第二壳体(2‑1)与第二接管嘴(2‑3)形成带锁底的对接接头形式，第二膜片(2‑2)与第二接管嘴(2‑3)形成搭接接头形式；第二壳体(2‑1)内侧边缘设有反面散热凸台(7)，第二接管嘴(2‑3)上设有第二焊接集热槽(2‑5)。焊接时先采用钨极氩弧焊进行定位点焊，而后进行真空电子束焊接。本发明结构焊缝强度高，应力分布均匀，提高了疲劳性能。

技术领域

本发明属于机械领域，涉及一种焊接接头及其焊接方法。

背景技术

在航空航天领域，某种膜片式压力开关采用真空电子束焊接工艺，如图1、图2所示，原膜片式压力开关是由第一壳体1-1、第一膜片1-2和第一接管嘴1-3采用真空电子束焊接而成。原膜片式压力开关电子束焊对接接头呈三明治结构，第一膜片1-2厚度一般为0.05mm～0.08mm，第一膜片1-2设置在第一壳体1-1与第一接管嘴1-3中间，第一壳体1-1与第一接管嘴1-3设有第一焊接凸台1-4，第一焊接凸台1-4根部为直角过渡，第一壳体1-1与第一焊接凸台1-4的外圆直径相同，第一膜片1-2的外圆直径比第一壳体1-1与第一焊接凸台1-4的外圆直径大0.2mm，第一接管嘴1-3在第一焊接凸台1-4旁边设有第一焊接集热槽1-5。该焊接接头结构存在以下四个问题：

(1)在装配、焊接过程中无法保证第一膜片1-2定位精度，容易造成第一膜片1-2的波纹与第一壳体1-1、第一接管嘴1-3不同轴，导致该类产品焊接生产过程中合格率不足50％；

(2)该结构焊接接头的熔深受限，对于第一膜片1-2而言，焊接接头的熔深应不大于0.6mm，否则会造成第一膜片1-2的焊缝热影响区产生严重厚度减薄现象，导致产品第一膜片1-2焊缝热影响区处疲劳性能下降；但对于第一接管嘴1-3与第一壳体1-1而言，0.6mm的熔深相对过浅，焊缝连接强度较低，已交付产品多次出现在工作过程中第一壳体1-1与第一接管嘴1-3的焊缝根部处疲劳开裂现象；

(3)第一壳体1-1与第一焊接凸台1-4根部为直角过渡，焊后容易引起焊接应力集中；

(4)第一接管嘴1-3在第一焊接凸台1-4旁边所设的第一焊接集热槽1-5槽深过深，导致上下两个第一焊接凸台1-4高度不对称。另外，第一壳体1-1为管状结构，第一接管嘴1-3为实心结构，焊缝两侧的散热能力差距较大，第一壳体1-1未在焊缝背面设置反面散热凸台，最终造成焊缝两侧散热不平衡，焊缝成型不对称，焊缝内部存在严重的应力分布不均匀，焊缝疲劳性能较低。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种膜片式压力开关焊接接头结构及焊接方法，本发明接头结构具有自定位功能，可解决原结构装配、焊接过程中无法保证第一膜片定位精度的问题；通过将壳体与接管嘴的接头形式设置为对接接头、将膜片与接管嘴的接头形式设置为搭接接头，可实现在保证膜片熔深与原结构相比不变的情况下，将壳体与接管嘴的熔深加大一倍，从而保证焊缝强度；通过将壳体与接管嘴的焊接凸台根部设置为圆角过渡，解决了焊缝根部应力集中问题，提高了疲劳性能；通过设置反面散热凸台和正面焊接集热槽，解决了原接头结构焊缝成型不对称、焊缝内应力分布不均匀的问题。

本发明的技术解决方案是：一种膜片式压力开关焊接接头结构，包括第二壳体、第二膜片和第二接管嘴，第二壳体和第二接管嘴外侧边缘分别设有用于相互焊接的第二焊接凸台，以及分别用于相互间定位的定位台阶，第二壳体、第二膜片和第二接管嘴均通过定位台阶实现间隙配合定位，第二壳体和第二接管嘴通过第二焊接凸台和定位台阶将所述第二膜片压紧固定，第二壳体与第二接管嘴形成带锁底的对接接头形式，第二膜片与第二接管嘴形成搭接接头形式；第二壳体内侧边缘设有反面散热凸台，第二接管嘴上设有第二焊接集热槽。