一种全金属一体式滤芯焊接制作方法与流程

本发明涉及滤芯精密加工，异种金属材料焊接制造，具体涉及一种全金属一体式滤芯焊接制作方法。

背景技术：

1、工业过滤系统所用滤芯常规结构由端盖、端环、骨架、滤筒组成。传统滤芯普遍采用胶粘剂粘接密封，在高温、高压、强腐蚀等恶劣工况下，胶体极易老化失效、开裂脱落，造成滤芯密封泄漏、过滤精度丧失、使用寿命大幅缩短，无法满足高端严苛工况长期稳定运行需求。

2、现有全金属焊接滤芯加工工艺存在大量难以攻克的行业痛点：

3、1.滤筒由微小丝径多层金属席型网、不锈钢丝打褶制成，壁极薄、极易烧穿，与骨架、端环毫米级厚实体构件焊接时，异种材料厚度差异极大，熔合相容性极差，极易出现滤网烧损，实体构件未熔合的问题；

4、2.滤芯整体对两端端盖同轴度、内孔密封尺寸精度、端面平行度要求极高，常规焊接工艺热变形量大，成品形位公差严重超差；

5、3.滤芯存在滤筒直缝、骨架-端环-滤筒端面、端盖-端环三道核心密封焊缝，传统手工焊接一致性差、虚焊气孔缺陷多，批量生产良率极低；

6、4.无胶全金属滤芯焊接参数匹配难度高，缺乏标准化、高精度的成套工装与工艺流程。

7、基于以上现有技术的缺陷，本发明提出一种全新的全金属一体式滤芯焊接制作方法，解决上述行业长期存在的技术瓶颈。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，提出一种全金属一体式滤芯焊接制作方法，可实现滤芯全程无胶全金属密封焊接，可大幅提升焊缝密封可靠性、成品尺寸精度与同轴度、降低焊接缺陷率，提升滤芯耐高温高压、耐腐蚀性能，延长使用寿命，适配极端恶劣工业过滤工况。

2、本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：

3、一种全金属一体式滤芯焊接制作方法，所述滤芯包括端盖、端环、骨架和滤筒；所述滤筒由多层微小丝径金属滤网打褶卷制而成，端盖、端环、骨架为不锈钢金属材质；所述滤芯共设置三处核心密封焊接位：滤筒直缝密封焊缝、骨架-端环-滤筒端面密封焊缝、端盖与端环密封焊缝；所述制作步骤包括：

4、步骤1、先将滤网打褶成型为滤饼，滤饼卷圆后将两对接头对齐，然后采用氩弧焊完成滤饼直缝密封焊接；

5、步骤2、采用自制缩口成型设备，通过沿径向多次小幅往复进给、单向受力规整，渐进完成滤筒两端缩口成型；

6、步骤3、机加工制备骨架、端环和端盖，其中端环内孔一侧预制内倒角；

7、步骤4、对滤筒、骨架和上下两端环进行高精度预装装配，调整保证滤筒两端伸出骨架端面尺寸一致；

8、步骤5、采用匀速摆动填丝氩弧焊接工艺，完成滤筒、骨架、端环三者之间的端面整圈密封焊接；

9、步骤6、两端盖同轴定位于步骤5焊接后的组合体的两端，并采用激光焊接完成端盖与端环的环形缝焊接，制得全金属一体式滤芯成品。

10、而且，步骤1包括：在滤饼卷圆后焊接前，通过等高板、垫片板、铬锆铜材质夹紧工装定位及手工修裁工具的配合，实现滤饼两对接头对齐，具体过程为：

11、先采用垫平板插入靠近两对接头最近的一组相对的收褶槽内，实现垫片；然后采用铬锆铜材质夹紧工装夹紧对接头，此时两对接头的一部分从夹紧工装的上端伸出；然后将两对接头伸出的部分插入到一等高板上的开槽内；然后采用自制的手工修裁工具切掉两对接头位于等高板外的部分，实现两对接头的对齐。

12、而且，所述手工修裁工具由两手柄和连接在两手柄一端的修剪刀片构成。

13、而且，步骤1中，采用的焊接工艺参数：焊接电流10a，焊接速度1mm/s，钨极直径φ2mm，钨极距滤网端面2-4mm，氩气流量5-8l/min，滤材伸出夹紧工装预留2mm。

14、而且，步骤2中采用的自制缩口成型设备包括外筒、工作台、多个滑动成型模块及工作台升降驱动机构；所述外筒的内壁面采用上小下大的锥形面；所述工作台设置于外筒内的中部位置，其下端与工作台升降驱动机构连接；在工作台上设置有中心凸台，中心凸台的外径与骨架的外径匹配，用于在缩口成型的过程中限定滤筒的内径；在工作台内位于中心凸台的外围沿圆周方向设置有多个径向导向槽，在每个径向导向槽内沿径向可滑动式安装有一滑动成型模块，滑动成型模块的内端部采用与滤筒的缩口形状匹配的缩口作用面，滑动成型模块的外端面采用与外筒的内壁面结合的斜面；在每个滑动成型模块上还连接有一拉紧弹簧，使多个滑动成型模块的外端面与外筒的内壁面始终处于贴合状态。

15、而且，所述工作台升降驱动机构可采用但不限于液压缸，通过电磁换向阀控制升和降。

16、而且，在滑动成型模块的下端设置有容纳腔，所述拉紧弹簧置于容纳腔内，拉紧弹簧的内端与固定在容纳腔侧壁上的内挂簧部连接，拉紧弹簧的外端通过外挂簧部与插入到容纳腔内的凸台连接，凸台固定在工作台上。

17、而且，步骤2进行缩口成型的步骤具体包括：

18、步骤2.1、在工作台处于下工作状态下，将滤筒的一端装于设备中心凸台，此时，多个滑动成型模块在各自弹簧拉力的作用下沿径向方向位于外侧工作位；

19、步骤2.2、启动工作台升降机构，使工作台以行程逐渐增大的方式进行往复升降，驱动多个滑动成型模块同步沿径向进行幅度逐渐增大的收紧，通过沿周向依次布置的缩口作用面对滤筒的端部施加均匀的缩紧作用力，实现多次渐进收缩；

20、步骤2.3、滤筒的一端完成缩口后，将工作台移动至下工作位，将滤筒取下，翻转后，将滤筒的另一端再次装于设备中心凸台处，按照步骤2的方法，对滤筒的另一端进行多次渐进收缩，完成滤筒两端的缩口成型。

21、而且，步骤4包括：

22、步骤4.1、将骨架从滤筒下端装入滤筒内部一部分，通过手工将一个端环箍紧在滤筒的上端缩口部位，实现上端环的精准套装到位；

23、步骤4.2、然后通过工装向上顶推骨架，使骨架的上端从滤筒的上端伸出一定的距离；使骨架、滤筒、上端环之间实现紧密装配；

24、步骤4.3、然后通过手工将另一个端环箍紧在滤筒的下端缩口部位，实现下端环的精准套装到位；

25、步骤4.4、反向顶推骨架至滤筒内，骨架、滤筒、两端环之间实现紧密装配；并进行最终调平，保证滤筒两端高出骨架端面的伸出尺寸一致。

26、而且，步骤5中采用的焊接参数为：焊接电流95a，焊枪摆动角度5°，摆动速度30°/s，滤芯转速4.5°/s，滤芯纵旋转角度363°，填充焊丝为304材质φ1.2mm气保焊丝，填丝速度10mm/s，氩气流量8-10l/min，滤筒端面高出端环端面2-3mm；且焊枪钨极高于滤筒端面2-3mm，焊枪中心相对滤筒中心偏向端环侧偏移1.5mm施焊。

27、本发明具有的优点和积极效果：

28、1.本发明全程无任何胶接结构，全金属一体密封，可长期适配高温、高压、强腐蚀等极端严苛工况，滤芯使用寿命大幅延长；

29、2.本发明在滤筒端部缩口成型工艺环节，采用独创渐进式缩口工艺、专用定位工装，彻底解决传统工艺乱褶、焊缝气孔、间隙过大的缺陷，焊接密封强度与致密性大幅提升；

30、3.本发明针对异种金属采用氩弧+激光复合焊接工艺，完美解决超薄滤网与厚实体构件熔合难题，杜绝滤网烧蚀报废。

31、4.本发明全程同轴度精准可控，成品端盖同轴度、内孔密封尺寸精度远程行业标准，无需后续二次精加工；

32、5.本发明工艺流程标准化、参数可控，批量生产一致性好、良品率高，大幅降低生产返工成本；

33、6.本发明成品滤芯过滤精度、外形尺寸、初始冒泡点完整性全部满足高端工业过滤严苛使用要求。