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压力传感器密封焊夹具设计
包头铁道职业技术学院（014160）
徐帅
摘要针对压力传感器的底座、膜片和压圈3部分密封焊接，设计了激光焊夹具，主要由平移台（XY两轴）、定位组件、旋转组件、压紧机构和激光输出镜头组件等部分组成。其中由定位组件机构对工件定位，保证焊接的重复定位精度。由气缸、浮动接头、线性滑轨、轴承座和对应机加件组成的压紧机构对工件进行夹紧。
关键词：传感器激光焊夹具设计中图分类号：TG454
0前言
压力传感器作为一种常用的传感器产品，被广泛用于航空、航天、军工、汽车等行业。压力传感器的主要组件有膜片、阀组等，其关键部件为膜片，需要与基体材料进行焊接，形成结构件[1-2]。目前这种传感器结构的焊接几乎全部采用激光焊的方式，这主要由于
激光焊具有热量相对集中、热影响区域小、焊缝深宽比大，可以满足密封及抗压要求等特点(3-5)。
激光焊需要专业的夹具对工件进行定位及夹紧，因为激光焊对工件的位置精度要求高，激光作用点位置一般要求不偏离搭接缝隙中心0.2mm，否则容易出现漏焊现象，这需要设计专业的夹具在焊接前对工件进行精确定位，才能保证焊接效果"】。在焊接过程中，需要外加夹紧力抵消焊接和冷却过程中焊件发生的热变形(7)。
结合传感器焊接的实际需求，设计了整套激光焊夹具，实现对传感器焊接前的定位，同时在焊接过程中施加夹紧作用力，提高焊接生产成品率。
1焊接要求及设备的整体设计 1.1传感器产品及焊接要求
待焊产品为某压力传感器，焊前的3部分从上到下依次为：传感器底座、膜片和压圈，结构如图1a所示。其中，传感器底座材质为不锈钢，直径为Φ19 mm，厚度11mm；膜片材质为纯铝，直径Φ19mm，厚度为0.15mm；压圈材质为不锈钢，外圈直径Φ19 mm，内圈直径Φ12mm，厚度2mm。现需将三者密封焊接在一起，焊缝位置为三者结合处，焊接后产品如图1b所示。
收稿日期：201601-08 万方数据
(a）焊接前
图焊接产品图
1.2设备的总体设计
(b）焊接后
根据焊接要求设计了专用焊接设备，设备主要由
激光器、上机柜、焊接夹具组件、下机柜和运动控制系统等组成，焊接设备整体结构如图2所示。激光器采用Nd:YAG激光器（平均功率300W），上机柜包含激光防护罩、电脑显示屏等，焊接夹具对工件进行定位及夹紧，压紧后可带动工件做旋转运动。下机柜用于安装激光器及运动控制系统，显示控制部分实现对焊缝轨迹的运动控制。设备采用手动上料，实现自动夹紧
门
显示控制部分
下机柜
上机柜
焊接夹具组件
图2设备总体机构图
2016年第4期
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