焊接铝箔波纹管的膜片型面设计

对称式焊接波纹管的膜片型面设计并不复杂。汽车隔热波纹管寿命是在工作条件下使用时，能保证正常工作的最短工作期限或循环次数。用波纹管组成的弹性密封系统，经常在承受较多循环次数的变动载荷和较大位移的条件下工作，因此确定波纹管的使用寿命，具有重要意义。因为波纹管的作用不同，对其使用寿命的要求也不一样。波纹管用来补偿管路系统中因安装造成的位置偏差时，对其寿命要求只有几次就够了。
对称式焊接波纹管的膜片型面设计并不复杂。I型、II型焊接波纹管的膜片型面基本上都是直线，III型焊接波纹管的膜片型面设计方法(method)与波纹膜片的设计方法基本相同。这三种型式的波纹管，上、下膜片都用同一种形状（The shape）的膜片，焊接时颠倒使用(use)就可以了。
层叠式焊接波纹管（Corrugated pipe）的上、下膜片型面一般都不相同，但波形是共轭的，受轴向压力（pressure）压缩时，上、下膜片可以互相叠合。铝箔波纹管它还可以用作补偿元件，利用其体积的可变性补偿仪器的温度误差。有时也用作为两个零件的弹性联接接头等。波纹管按构成材料可分为金属波纹管、非金属波纹管两种；按结构可分为单层和多层。单层波纹管应用较多。多层波纹管强度高，耐久性好，应力小，用在重要的测量中。波纹管的材料一般为青铜、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金和因康镍尔合金等。
膜片型面是由几段圆弧相互连接而成的，靠近内孔和和外圆的圆弧各自增加出一小段切线作为平边部分，以便在焊合时用卡具夹紧。汽车隔热波纹管在工作过程中，其寿命长短主要取决于工作过程中产生的最大应力。为了降低应力，一般通过减少波纹管的工作位移和降低工作压力来实现。在一般设计中规定波纹管的工作位移应小于它的允许位移的一半，它的工作压力应小于波纹管的耐压力的一半。对生产的波纹管进行试验证明，如果波纹管按上述规范工作，它的便用寿命基本土可达到5万次左右。根据工作压力性质的不同，波纹管的允许位移也有所区别一般波纹管只承受轴向载荷（拉力或压力）时，它的允许位移可在波纹管有效长度的10%~40%之间选用；而在波纹管承受横向集中力、扭转力矩或综合受力时，波纹管的允许位移应适当减小。在进行膜片型面设计时，应当注意以下几点：
1.构成膜片型面的各段圆弧的半径（radius）不应太小，以免造成冲片时膜片撕裂。圆弧半径也可不可以太大，以免出现（ appear）跳跃现象（phenomenon）。
2.上、下膜片的波形(waveform)在叠合时下得发生干涉现象。铝箔波纹管压力测量仪表中的一种测压弹性元件。它是具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱的壳体，波纹管具有弹性，在压力、轴向力、横向力或弯矩作用下能产生位移。波纹管在仪器仪表中应用广泛，主要用途是作为压力测量仪表的测量元件，将压力转换成位移或力。波纹管管壁较薄，灵敏度较高，测量范围为数十帕至数十兆帕。否则，波纹管还没达到预期行程，刚度就会突然增加。所以在几何作图时，必须考虑（consider)材厚(thickness)度对圆弧半径（radius）的影响(influence)。
3.膜片型面在内孔、外圆处的两段切线可以与膜片的轴(Shaft)线垂直，构成两个圆环面，也可以顺着膜片型面的整体碟形走势（tendency)，构成两个扁锥面。扁锥的底角大约2-3度左右。选择后一种型面曲线的目的仅仅是从焊接工艺的角度来考虑的。因为按照前一种型面曲线，虽然它的内、外边缘理论上是圆环面，但是由于材料各向异性，以及冲压（chòng yā）残余应力等原因(Reason)，冲出来的膜片都有不同程度的翘曲变形。膜片越大，越薄，变形就越严重。于是在组装焊接时，露在卡具外面的上、下膜片边缘在焊口处常常合拢不严，沿整个圆周出现（ appear）一段段的装配(assemble)间隙（Clearance）。这种间隙无法通过(tōng guò)增加卡具夹紧力的办法消除，有时夹紧力越大，间隙反而更大，很难保证焊接质量（Mass）的稳定（解释:稳固安定；没有变动)性。因此才衍生出带扁锥面内、外边缘的膜片型面方案。这样一来，当装配夹紧时，要强制把扁锥面内，于是边缘处产生的反弹办就迫使整个圆周处处贴（tiē）紧，消除了装配间隙。当然，对子膜片较厚(thickness)的情况(Condition)，这一矛盾（事物属性的对立)并不突出，仍可采用圆环面内、外边缘的膜片型面方案。