热力膨胀阀动力头氩焊工艺革新研究

摘要：

动力头焊接被认为是热力膨胀阀生产的核心技术之一，关系到动力头使用寿命和成品外观。本文通过分析各焊接参数对产品使用寿命、使用性能的影响，确定最优的动力头氩焊参数；形成一套高效可靠的工艺步骤；并建立热力膨胀阀动力头焊接最优生产工艺。

【关键词】热力膨胀阀 氩焊 工艺革新

研究热力膨胀阀动力头氩焊工艺，并进行工艺革新，对提升我国热力膨胀阀产业的整体质量水平，优化汽车（空调）零部件块状经济结构，提高产业集群转型升级的力度都具有重要意义。

1.现有技术存在的问题

动力头氩弧焊工艺对热力膨胀阀生成至关重要，不但直接影响着产品最终质量，而且也关系到生产节拍、生产安全等问题，综合国内现状，目前主要的问题有：

1.1动力头焊接的力学性能和均匀度等关系到热力膨胀阀使用寿命，国内现在的行业标准中热力膨胀阀疲劳实验只要求10万次，一般企业勉强可以达到，使用寿命不到2年，而国外知名品牌的产品则可以做到20万次以上，两者之间差距明显，可见动力头焊接研究是提高热力膨胀阀质量的必由之路；

1.2多数企业焊接时条件控制不好，产品焊接缝表面色泽难以做到银白原色，发黄甚至发黑，导致企业不得不增加一个酸洗去色工序，浪费人力物力，污染环境；

1.3（3）、焊接过程工装精度和稳定性等方面存在欠缺，待焊件定心多数采用人工敲打方式实现，焊后成品焊接处圆周不平滑，甚至出现小的波浪变形；

1.4大批量生产下节拍控制和性能一致性难以保证，由于要实现全圆周焊接，焊接是热力膨胀阀生产中节拍最慢的几个工序之一，也是提高生产速度的关键。

2.研究方案

2.1研究对比不同条件氩焊下的动力头物理特性

氩焊过程中的电流大小、动力头转速、钨极形状和放置角度、氩气流量、收弧时间、启弧时间、工件压紧气缸压力等因素都会直接影响产品性能。通过调整焊接参数，观测并且对比焊缝宽度、融深深度、表面色泽、表面光洁度等物理特性，从而确定焊接参数变化对动力头物理性能的作用。同时将动力头装配到热力膨胀阀上，利用热力膨胀阀耐久测试台和热力膨胀阀动态性能测试台，分别研究焊接参数对最终产品使用寿命、动态调节性能的影响，最终建立焊接参数和动力头物理性能、热力膨胀阀性能之间的关系。

2.2基于内漏检测的动力头寿命测试方案

使用寿命是热力膨胀阀最重要的产品性能指标之一，现有行业规范提供的测试流程不能确定动力头损坏时的冲击次数，因此在耐久测试中引入内漏检测，能准确得到动力头损坏时的耐久冲击次数，内漏检测方法比作动压检测方式对膜片破损更加敏感。测试方法如下：测试时打开耐久进气阀，气体通过针阀限速后冲击膜片，若干次膜片冲击测试后打开内漏测试阀，延时2秒钟后检测出口压传感器值，如果出口压传感器和内漏压传感器基本接近，则表面膜片机械损坏或性能损坏，否则表明膜片依然完好。

2.3多功能一体的工装夹具

设计开发定心、水冷、顶紧、旋转等功能一体的工装夹具。工装底部是大底板，上位是定位气爪和左右工装。右工装在顶紧气缸推动上可以在滑轨上运动，左工装上的同步带轮和步进电机依靠同步带相连。左右工装都带有轴承，可以实现在中间工件夹紧的状态下左右工装和工件同时旋转。左右工装内部挖空，由于空间小，因此采用冷却套管方式深入，工装外部连接有旋转接头。

2.4带凸缘轴承的四足定心气爪

定位气爪位于工装底板上部，左右工装中间，其主要作用是实现上下膜盖、膜片的同心定位。定位气爪左右手指上分别安装有左右夹紧件，每个夹紧件带有两个定位足，共四个，利用其对称性来确保效果。操作时员工将待焊件放置到四足中间，确保侧面顶住四足上的凸缘；气爪回收，四足同时到达待焊件圆周上四点，自动实现同心。

3.研究成功后取得的成果

3.1制定一份动力头焊接工艺规范和操作方法。

3.2研制一套动力头自动氩焊装置。

3.3焊接速度

3.4热力膨胀阀使用寿命>15万次。

研究成功后将建立热力膨胀阀动力头焊接最优生产工艺。相关技术将突破现有生产工艺中关键技术瓶颈，提高企业热力膨胀阀使用寿命、外观等重要性能指标，提高氩焊工序的生产效率，有利于企业提高产品质量，扩展国内外市场。研究成果也将为国内热力膨胀阀生产企业的动力头氩焊工序改进提供重要技术依据。

作者简介：

陈江海（1984.10-），男，浙江省龙泉市，2007年毕业于浙江科技学院工业工程专业，供职于龙泉市产业技术创新服务中心，助理工程师。