隨著我國航空、航天等高科技領(lǐng)域的不斷發(fā)展,對一些高精度的零部件需要采用真空釬焊的方法來實現(xiàn)其連接,特別對于異種材料的連接其更具優(yōu)越性。 為了提高工作效率,我們?yōu)橛脩粼O(shè)計了雙室真空釬焊爐,其中加熱和冷卻分室進(jìn)行,這樣便縮短了真空焊接過程,即爐加熱焊接完成后,通過傳動機(jī)構(gòu),從加熱室取 出焊接后的零件進(jìn)入冷卻室進(jìn)行冷卻,這時加熱室仍保持真空狀態(tài),且具有較高溫度。零件在冷卻室很快就能冷卻下來,出爐后再從冷室裝入第爐待焊接零件,進(jìn)行 抽真空,當(dāng)真空度達(dá)到一定值后,把第爐零件送入加熱室,則該爐就不用從室溫開始加熱,而是從較高溫度加熱,縮短了加熱時間,同時加熱室也不象單室爐需要冷 卻到以下根據(jù)工藝要求設(shè)定出爐溫度此既節(jié)約了能源又節(jié)省了時間。
真空釬焊爐是在真空氣氛中進(jìn)行釬焊的機(jī)電一體化設(shè)備,由真空系統(tǒng)和加熱 系統(tǒng)組成,真空系統(tǒng)用來滿足真空釬焊工藝要求的真空度;當(dāng)真空度達(dá)到規(guī)定值時,可進(jìn)行真空釬焊的升溫過程,加熱系統(tǒng)使零件加熱并熔化釬料,完成零件釬焊, 其過程由溫控儀實施調(diào)控,加熱過程完成后,進(jìn)行冷卻,當(dāng)爐內(nèi)溫度降至出爐溫度時出爐,至此便完成了整個真空釬焊全過程。
真空釬焊機(jī)理真 空釬焊是在真空氣氛中不用施加釬劑而連接零件的一種先進(jìn)工藝方法,可以釬焊那些用一般方法難以連接的材料和結(jié)構(gòu),而得到致密、具有優(yōu)良力學(xué)性能和抗腐蝕性 能的釬焊接頭。這種工藝不僅在航空、航天、原子能和電氣儀表等尖端工業(yè)中成為必不可少的生產(chǎn)手段,而且在石油、化工、汽車和工具等有關(guān)機(jī)械制造領(lǐng)域中得到 了推廣和普及。
在釬焊過程中,釬料受熱呈液體狀態(tài),通過液體對固體的濕潤作用,以及釬焊間隙的毛細(xì)作用,使液態(tài)釬料能夠充分地流入并致 密地填滿全部釬焊間隙,并與母材進(jìn)行相互的物理化學(xué)作用,形成新合金,在冷凝結(jié)晶后,得到合格的釬焊接頭。真空在釬焊中所起的是保護(hù)、除氣、凈化和蒸發(fā)作 用。
真空釬焊與其他釬焊方法相比,具有以下優(yōu)點在全部釬焊過程中,被釬焊零件處于真空條件下,不會出現(xiàn)氧化、增碳、脫碳和污染變質(zhì)等現(xiàn) 象;釬焊時零件整體受熱均勻,熱應(yīng)力小,可將變形量控制到最小程度,特別適宜精密產(chǎn)品的釬焊;在真空條件下易于釋放出揮發(fā)性氣體和雜質(zhì),使基體金屬的性能 得到改善;焊縫無氣孔和夾雜等缺陷;可一次釬焊多道臨近焊縫,或多個組件;可將熱處理工序在釬焊過程中同時完成;可釬焊基本金屬。
電焊 機(jī)雙室真空釬焊爐的自動控制,控制系統(tǒng)真空爐是實現(xiàn)真空釬焊工藝過程的必要設(shè)備,其工作性能的良好與否,直接影響到釬焊產(chǎn)品的質(zhì)量,特別是真空爐電氣控制 系統(tǒng)的可靠性。該真空爐為雙室爐,即由加熱室和冷卻室組成,兩室之間由真空閘門隔開,在冷卻室中裝有工件傳送機(jī)構(gòu)。從真空釬焊工藝角度考慮,該真空爐應(yīng)具 備以下控制條件:真空機(jī)組、充氣系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和放氣系統(tǒng)的手動及自動控制。
控制對象該真空爐結(jié)構(gòu),有關(guān)器件均由電氣控 制柜進(jìn)行控制。真空系統(tǒng)包括機(jī)械泵、擴(kuò)散泵、主路閥、旁路閥、高真空閥、熱室真空閥和冷室真空閥等。機(jī)械泵為粗真空裝置,它是一種變?nèi)荼?,借助于葉片在泵 腔中連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)將氣體吸入并壓縮,最后由排氣口排出,來實現(xiàn)抽氣的目的,機(jī)械泵的動力源是臺三相交流電動機(jī),控制系統(tǒng)通過交流接觸器的吸合與斷開實現(xiàn)泵的工 作與停止。高真空油擴(kuò)散泵為高真空裝置,它是以擴(kuò)散泵油為工作介質(zhì)的高真空泵,其前級配有機(jī)械泵,在擴(kuò)散泵的下部裝有一定量的擴(kuò)散泵油,經(jīng)擴(kuò)散泵電爐加熱 后,液體油變成油蒸汽,油蒸汽由噴嘴高速噴射,此時真空系統(tǒng)中的氣體分子即向高速油蒸汽射流中擴(kuò)散,并被油蒸汽分子碰撞而獲得動能,于是氣體分子就按照油 蒸汽射流的方向,從上部噴嘴逐級壓縮至前級,最后到達(dá)出氣口,再由前級的機(jī)械泵排至大氣中,完成抽氣動作。擴(kuò)散泵電爐由組電阻絲組成,分別通交流電,其電 源由交流接觸器控制。
加熱系統(tǒng)是由加熱電源和加熱元件組成,其中加熱電源選用磁性調(diào)壓器,磁性調(diào)壓器是一種沒有機(jī)械傳動,無觸點的調(diào)壓 器,可以帶負(fù)載加熱元件進(jìn)行平滑無級調(diào)壓,其電壓調(diào)節(jié)由直流激磁來控制,按不同的控制信號實現(xiàn)閉環(huán)自控。直流激磁電源由功率調(diào)控器雙向晶閘管進(jìn)行控制;溫 控儀通過熱電偶檢測到的爐溫當(dāng)前值與設(shè)定值之差,經(jīng)運(yùn)算后,輸出個的直流信號,來控制雙向晶閘管的導(dǎo)通角,進(jìn)一步控制磁性調(diào)壓器中的磁飽和電壓,實現(xiàn)加熱 電流的自動調(diào)控,使得爐溫與設(shè)定的加熱曲線相吻合。當(dāng)爐內(nèi)狀態(tài)發(fā)生變化時,可能會出現(xiàn)實際溫度與設(shè)定值相偏離,這時可通過溫度控制儀中的自整定功能來糾正 其偏離量,使其升溫嚴(yán)格按照設(shè)定曲線進(jìn)行。加熱元件是加熱電源的負(fù)載,其材料選用高溫鉬帶,可長期工作于高溫狀態(tài)下。
加熱元件的阻值要與磁性調(diào)壓器相匹配,否則會出現(xiàn)溫度升不上去或磁調(diào)溫升較高。加熱電源主電路為三相交流電源,由交流接觸器控制,控制電路由溫控儀控制。
在真空系統(tǒng)中,分析判斷漏氣點比較困難,因為密封部位很多,但往往漏氣點易于出現(xiàn)在人為動過的地方。真空爐工作過程中,經(jīng)常運(yùn)動的部位和經(jīng)常開起的部 件,如爐門要經(jīng)常打開和關(guān)閉,在此過程中,可能有雜物粘貼在爐門密封圈上,造成爐門密封不好,產(chǎn)生爐門漏氣。逐步縮小范圍,范圍縮小以后,易于作出準(zhǔn)確判 斷,縮短維修時間。
在具體維修過程中,尤其是自己不熟悉的器件,要記住拆卸順序和過程,同時要防止由于人為因素,造成器件的損壞。異常 情況應(yīng)急處理辦法加熱元件打火或短路。在加熱過程中,出現(xiàn)打火時,加熱電流表的指針會幅度較大地擺動,且頻率較高,在判斷準(zhǔn)確的情況下,要即時關(guān)斷加熱電 源,等爐溫降下來以后,再進(jìn)行檢查處理。當(dāng)加熱元件出現(xiàn)短路時,過電流保護(hù)器接通,自動切斷電源,若爐內(nèi)溫度較高時,按異常情況應(yīng)急處理辦法進(jìn)行處理。
異常斷電。出現(xiàn)異常斷電時,在壓縮空氣正常供應(yīng)的情況下,各級閥門快速關(guān)閉,如果是在高溫狀態(tài)下,要立即打開自來水,以冷卻爐體、擴(kuò)散泵和其他元器件, 同時要打開擴(kuò)散泵加熱電爐的冷卻水,以便快速冷卻擴(kuò)散泵油。如果既無循環(huán)水又無自來水的情況下,可把擴(kuò)散泵加熱電爐盡快移出擴(kuò)散泵底部位置,利于降低擴(kuò)散 泵油溫。
結(jié)論經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試運(yùn)行驗證,該真空爐控制系統(tǒng),設(shè)計方案合理,運(yùn)行良好。