連續(xù)式真空焊接爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種連續(xù)式真空焊接爐，包括爐體、加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和用于控制各真空腔內(nèi)溫度和/或真空度的控制系統(tǒng)。本發(fā)明的真空爐和連續(xù)式真空焊接爐采用獨立的雙腔或多腔結(jié)構(gòu)，使各真空腔的溫度或/和氣壓逐漸變化，解決了單一真空腔因內(nèi)外溫差或/和壓差巨大而帶來的密封困難，導致真空爐制作難度大、制作成本高等問題，特別適合于真空玻璃的工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】
連續(xù)式真空焊接爐
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及真空設備領域，尤其涉及一種連續(xù)式真空焊接爐。
[0002]【背景技術】:
真空爐作為一種工業(yè)設備，在材料的熱處理、加工、制備、燒結(jié)、焊接和鍍膜等方面具有廣泛的用途；專利CN200510087373.8公開了一種連續(xù)式真空焊接爐，用于制備真空玻璃，所述真空玻璃焊接爐由放片臺、真空預熱室、真空焊接室、真空退火室、冷卻室、取片臺和中心控制系統(tǒng)等幾個獨立部分、積木式組合而成。
[0003]真空爐既要保證真空、又要保持高溫，由于高溫使密封材料的選擇變的極為困難，因為常溫下的有機材料無法用于高溫密封；對于連續(xù)式真空焊接爐來說，內(nèi)部有傳輸輥道等運動的部件，運動部件在高溫、高真空下的密封、潤滑，是一個更加困難的問題；讓真空爐內(nèi)長期保持高溫狀態(tài)，不但會帶來密封和潤滑方面的難題，而且會浪費大量的能源和增加許多冷卻裝置。
[0004]現(xiàn)有的連續(xù)式真空焊接爐有多個真空室組成，每個真空室在徑向上只有一個真空腔，對于真空焊接室來說，其真空腔的氣壓只有0.1-0.0OOlPa，而外部的大氣壓高達15Pa,兩者相差16-1O9倍，巨大的壓差對真空腔的焊接成型、真空管道的連接、爐門的密封提出了很高的要求，只要出現(xiàn)些微的滲漏，就難以達到所要求的真空度，所以制作難度很大、制作成本很高，一條連續(xù)式真空焊接爐的造價高達數(shù)千萬元。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
針對上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有獨立的雙腔或多腔結(jié)構(gòu)的連續(xù)式真空焊接爐。本發(fā)明的真空爐可以實現(xiàn)使得各真空腔的溫度或/和氣壓的逐漸變化，解決了單一真空腔因內(nèi)外溫差或/和壓差巨大而帶來的密封困難，解決了真空爐制作難度大、制作成本高等問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案:
一種連續(xù)式真空焊接爐，包括:上料臺、真空預抽室、真空加熱室、預冷室、冷卻室和下料臺，用于對真空腔進行熱處理的加熱系統(tǒng)、用于對真空腔進行真空處理的真空系統(tǒng)、用于傳送物件的傳輸系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；其特征在于還包括真空加壓室，所述真空加熱室和真空加壓室的真空腔包括設置在最外層的外腔及依次設置在外腔內(nèi)部的一個以上的內(nèi)腔。
[0007]優(yōu)選的，所述外腔和內(nèi)腔相互獨立，外腔及每個內(nèi)腔的溫度或/和真空度可以不同，從內(nèi)到外溫度或/和真空度可依次降低，使各真空腔的溫度或/和真空度逐漸變化，解決了單一真空腔因內(nèi)外溫差或/和壓差巨大而帶來的密封困難；真空系統(tǒng)可以包括多個真空機組，每個真空機組通過真空管與相應的真空腔連通；外腔和內(nèi)腔可以分別通過各自的真空機組達到設定的真空度或氣壓。
[0008]優(yōu)選的，所述連續(xù)式真空焊接爐的真空腔內(nèi)設置有加熱體，所述加熱體可以對腔內(nèi)物件進行加熱和保溫。
[0009]優(yōu)選的，所述加熱體為電加熱管、加熱帶、加熱絲、加熱棒等，所述加熱體均勻排列，設置在物件的下方或/和上方。
[0010]優(yōu)選的，所述加熱體采用跟蹤加熱的技術，即物件運動到哪里，哪里的加熱體工作。
[0011]優(yōu)選的，所述加熱體為紅外加熱體。紅外加熱體安裝方便，應用廣泛。
[0012]優(yōu)選的，所述真空預抽室和預冷室可以是一至數(shù)個，可以實現(xiàn)真空度和溫度的逐漸變化。
[0013]優(yōu)選的，所述外腔或/和內(nèi)腔的內(nèi)表面為低輻射率表面或者表面鍍有低輻射膜，可以進一步提尚隔熱保溫性能。
[0014]優(yōu)選的，所述外腔或/和內(nèi)腔還可設置有一至數(shù)層隔熱屏，隔熱屏可以對外腔和內(nèi)腔進行保溫隔熱。
[0015]優(yōu)選的，所述隔熱屏為表面光潔的金屬板，或者表面鍍有低輻射膜，可以進一步提高隔熱保溫性能。
[0016]優(yōu)選的，所述外腔內(nèi)的氣壓優(yōu)選為100Pa-0.1Pa,所述內(nèi)腔內(nèi)的氣壓優(yōu)選為0.1Pa-Ο.0OOlPa0
[0017]優(yōu)選的，所述真空加壓室采用靜態(tài)加壓或動態(tài)加壓的方式，所述靜態(tài)加壓是物件不動、采用機械加壓或氣壓等方式使物件與焊料之間緊密結(jié)合；所述動態(tài)加壓是采用上下輥道碾壓的方式、在物件的傳輸過程中使焊料與物件緊密結(jié)合、并逐漸固化。
[0018]優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)同時控制加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的真空爐采用獨立的雙腔或多腔結(jié)構(gòu)，使各真空腔的溫度或/和氣壓逐漸變化，解決了單一真空腔因內(nèi)外溫差或/和壓差巨大而帶來的密封困難，導致真空爐制作難度大、制作成本高等問題，特別適合于制造高真空、超高真空的真空爐。本發(fā)明的真空爐將現(xiàn)有的單腔分為內(nèi)外兩個腔，由內(nèi)腔和外腔共同分擔原有的單腔的功能，使真空爐的制造成本更低、操控更簡單、抽真空效果更好；如將加熱體、隔熱屏等均設置在外腔中，內(nèi)腔只承擔物件抽真空的功能，由于沒有了加熱體、隔熱屏等放氣的影響、再加上外腔低真空的保護，所以內(nèi)腔很容易達到所需的高真空度。
[0020]本發(fā)明的連續(xù)式真空焊接爐可以通過調(diào)整外腔的氣壓來改變外腔的隔熱性能，達到爐體保溫或降溫的目的，即當外腔的氣壓小于0.2Pa時，有很好的保溫效果；當外腔的氣壓大于IPa時，此時空氣的傳導傳熱和對流傳熱明顯，有很好的降溫效果。
[0021]本發(fā)明的連續(xù)式真空焊接爐，其加熱系統(tǒng)采用跟蹤加熱的技術，只加熱被加熱的物體、而不加熱爐體，不但降低了能耗，而且解決了爐體因受熱膨脹變形帶來的密封問題，還解決了傳輸系統(tǒng)因溫度高而帶來的密封和潤滑問題。
[0022]本發(fā)明的連續(xù)式真空焊接爐，增加了真空加壓室，通過加壓使物件與焊料之間結(jié)合更加緊密，焊接更加牢固可靠。
[0023]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的連續(xù)式真空焊接爐縱截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]【具體實施方式】:
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。
[0025]本發(fā)明實施例，提供了一種連續(xù)式真空焊接爐，包括上料臺、真空預抽室、真空加熱室、真空加壓室、真空預冷室、冷卻室和下料臺，用于對真空腔進行真空處理的真空系統(tǒng)、用于對真空腔進行熱處理的加熱系統(tǒng)、用于傳送物件的傳輸系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述真空加熱室和加壓室的真空腔包括設置在最外層的外腔及依次設置在外腔內(nèi)部的一個以上的內(nèi)腔。所述真空加熱室的外腔和內(nèi)腔可相互獨立，外腔和每個內(nèi)腔的氣壓不同，從內(nèi)到外氣壓依次升高；真空系統(tǒng)可包括多個真空機組，每個真空機組通過真空管與相應的真空腔連通；外腔和內(nèi)腔可分別通過各自的真空機組達到設定的真空度(或氣壓)；各個真空室內(nèi)可以根據(jù)溫度的要求設置電加熱體。
[0026]如圖1所示，連續(xù)式真空焊接爐包括上料臺5、真空預抽室6、真空加熱室7、真空加壓室8、預冷室9、冷卻室10和下料臺11，還包括加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；真空預抽室6和預冷室9的兩端、真空加熱室7和真空加壓室8的相對端均設有爐門12，爐門12關閉后使真空預抽室6、預冷室9以及真空加熱室7和真空加壓室8成為獨立的密封空間；真空加熱室7和真空加壓室8的真空腔由內(nèi)外兩個真空腔外腔I和內(nèi)腔2組成，兩個腔體可以相互獨立，即其溫度或/和真空度可以單獨進行控制。外腔I和內(nèi)腔2可通過焊接或螺絲連接等方式固定在底座上。真空系統(tǒng)由真空管和真空栗機組組成，用于調(diào)節(jié)腔內(nèi)的真空度或氣壓。
[0027]外腔I和內(nèi)腔2可分別通過各自的真空栗機組達到設定的真空度(或氣壓)，外腔I內(nèi)的氣壓優(yōu)選為100Pa-0.1Pa、內(nèi)腔2內(nèi)的氣壓優(yōu)選為0.1Pa-Ο.0OOlPa0
[0028]內(nèi)腔2內(nèi)有隔熱屏3，隔熱屏3要求表面輻射率低、耐高溫、耐冷熱急變、真空下放氣量小或不放氣、厚度薄，優(yōu)選是表面光潔的金屬材料。優(yōu)選在隔熱屏3表面鍍有低輻射膜。隔熱屏3可以根據(jù)需要設置成一至數(shù)層，層數(shù)越多，保溫隔熱的效果越好，爐內(nèi)的溫度越高、隔熱屏的層數(shù)也越多。由于當氣壓低于0.2Pa時，空氣的傳導傳熱和對流傳熱可以忽略不計。所以當內(nèi)腔2內(nèi)的氣壓達到一定程度，低于0.2Pa時，內(nèi)腔2內(nèi)部就基本不會產(chǎn)生氣體的熱傳導和熱對流。這時，如果隔熱屏3上設置有具有低輻射率的低輻射膜，就可以進一步提尚隔熱保溫性能。
[0029]內(nèi)腔2或/和外腔I的內(nèi)表面也可以設置為低輻射率表面或鍍有低輻射膜，這樣可以使得內(nèi)腔和外腔具有更好的隔熱保溫性能。
[0030]各個真空室可以根據(jù)需要設置加熱體4，以此控制物件的加熱溫度以及升溫速率和降溫速率，加熱體4為加熱絲、帶、管或棒等形狀，可以安裝在內(nèi)腔2的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，也可以纏繞在內(nèi)腔2的外表面上。各個真空室的加熱體4可以根據(jù)要求單獨開始加熱或者停止加熱，這樣可以實現(xiàn)對真空室內(nèi)的物體的跟蹤加熱。加熱體4可以有數(shù)個，數(shù)個加熱體4可以在內(nèi)腔2內(nèi)部間隔一定距離分開設置，可以設置在內(nèi)腔2的下部或/和上部。加熱體4可以使用電阻加熱、紅外加熱等加熱方式，在內(nèi)腔2的外側(cè)時優(yōu)選電阻加熱，在內(nèi)腔2的內(nèi)側(cè)時優(yōu)選紅外線加熱。
[0031]真空預抽室6和預冷室9是一至數(shù)個，可實現(xiàn)真空度和溫度的逐漸變化。
[0032]各個真空室內(nèi)的溫度可以穩(wěn)定在一設定值，為了降低各個真空室尤其是真空加熱室7的整體溫度，優(yōu)選采用跟蹤加熱的方式，即被加熱的物件運行到哪里，哪里的電加熱體4工作，其余的電加熱體4不工作。為了使被加熱的物件受熱均勻，被加熱的物件在各個真空室內(nèi)可以始終處于運動狀態(tài)。冷卻室10始終處于常壓狀態(tài)下，內(nèi)設出風管14，通過風機15對被加熱的物件進行風冷降溫。
[0033]連續(xù)式真空焊接爐的工作過程如下(以焊接真空玻璃為例):
1)關閉所有爐門12，通過控制系統(tǒng)的計算機發(fā)出控制信號，控制真空系統(tǒng)中的真空栗機組以及加熱體4對各個真空室進行加熱升溫和抽真空，使各個真空室達到所設定的基礎溫度和真空度，處于工作狀態(tài)；
2)將焊料放置在下片玻璃的封邊條框之間或封邊凹槽內(nèi)，上、下玻璃合片后通過人工或機械手置于上料臺5上，打開真空預抽室6的進氣開關，壓力平衡后打開真空預抽室6的爐門，啟動上料臺5和真空預抽室6的輥道電機，將合片后的玻璃送入真空預抽室6中；關閉進氣開關、關閉爐門；打開真空管道開關、抽真空；
3)真空預抽室6的真空度達到要求后關閉真空管道開關；打開真空加熱室7的爐門12，同時啟動真空預抽室6和真空加熱室7的輥道電機，將玻璃送入真空加熱室7中，關閉真空加熱室7的爐門12 ;關閉真空預抽室6的輥道電機，將真空加熱室7的輥道電機調(diào)整為慢速模式，在高真空下、玻璃緩慢前行、逐步加熱至焊接溫度，再運行至真空加壓室8中進行加壓和冷卻；
4)焊料基本凝固后，打開真空加壓室8的爐門12，同時啟動預冷室9和真空加壓室8的輥道電機，將玻璃送入預冷室9中，關閉真空加壓室8的爐門；關閉真空加壓室8的輥道電機，將預冷室9的輥道電機調(diào)整為慢速模式，在低真空下、玻璃緩慢前行、逐步降低溫度和真空度，直至真空度降為零；打開預冷室9的爐門12，玻璃進入冷卻室10中；
5)關閉預冷室9的爐門，將預冷室9抽真空至工作狀態(tài)；關閉預冷室9的輥道電機，將冷卻室10的輥道電機調(diào)整為慢速模式，打開風機15，在風冷狀態(tài)下、玻璃緩慢前行、逐步降低溫度，直至溫度降至設定值后，玻璃進入下料臺11，等待取走。
[0034]本發(fā)明的連續(xù)式真空焊接爐中的真空腔也可以根據(jù)需要在外腔的內(nèi)部設置更多的內(nèi)腔，優(yōu)選每個真空內(nèi)腔的氣壓不同，從內(nèi)到外氣壓依次升高，內(nèi)腔內(nèi)的氣壓優(yōu)選為
0.1Pa-Ο.0OOlPa。內(nèi)腔和外腔優(yōu)選設置在同一個中心軸上，也可以錯開中心軸設置，外部的腔體包圍內(nèi)部的腔體。
[0035]本發(fā)明實施例的真空預抽室、真空加熱室、真空預冷室、冷卻室的各個真空腔都可以根據(jù)需要設置一個以上的內(nèi)腔，與所要求的真空度有關，內(nèi)腔越多、成本越高，在腔內(nèi)氣壓小于0.1Pa時較有意義。
[0036]所述的真空預抽室和真空預冷室可以根據(jù)實際需要設置一個或者多個，可以實現(xiàn)氣壓和溫度的逐漸變化。
[0037]本發(fā)明的連續(xù)式真空焊接爐由于采用獨立的雙腔或多腔結(jié)構(gòu)，使各真空腔的溫度或/和氣壓逐漸變化，解決了單一真空腔因內(nèi)外溫差或/和壓差巨大而帶來的密封困難，導致真空爐制作難度大、制作成本高等問題，特別適合于制造高真空、超高真空的真空爐。
[0038]真空爐的難點在于既要保證真空、又要保持高溫，由于高溫使密封材料的選擇變的極為困難，因為常溫下的有機材料無法用于高溫密封；對于連續(xù)式真空焊接爐來說，內(nèi)部有傳輸輥道等運動的部件，運動部件在高溫、高真空下的密封、潤滑，是一個更加困難的問題；讓真空爐內(nèi)長期保持高溫狀態(tài)，不但會帶來密封和潤滑方面的難題，而且會浪費大量的能源和增加許多冷卻裝置。本發(fā)明實施例的連續(xù)式真空焊接爐，采用跟蹤加熱的技術，只加熱被加熱的物體、而不加熱爐體，不但降低了能耗，而且解決了爐體因受熱膨脹變形帶來的密封問題，還解決了傳輸系統(tǒng)的密封和潤滑問題。
[0039]現(xiàn)有的連續(xù)式真空焊接爐在焊接真空玻璃時有以下缺點:真空玻璃在真空爐內(nèi)焊接在一起，由于不承受壓力，所以上下兩片玻璃很難與所有的支撐物緊密結(jié)合在一起，即不是所有的支撐物都能起到有效的支撐作用；當真空玻璃進入大氣后，每平米承受10噸的壓力，巨大的壓力使兩片玻璃相互靠近、直至支撐物發(fā)揮支撐作用為止，但由于玻璃的邊部已被焊料固結(jié)、不能變形，所以在焊料焊接處會產(chǎn)生很大的應力；在真空玻璃的使用過程中，會附加溫度變化和溫差產(chǎn)生的應力、風壓產(chǎn)生的應力以及外物碰撞產(chǎn)生的應力等；當焊接產(chǎn)生的應力與外加的應力大于玻璃能夠承受的應力時，真空玻璃就會發(fā)生自爆或破裂。本發(fā)明的連續(xù)式真空焊接爐，在生產(chǎn)真空玻璃時，由于增加了真空加壓室，通過上下輥道對玻璃的碾壓，在焊料熔融軟化情況下，使上下玻璃與支撐物緊密接觸，達到與大氣中相同的狀態(tài)，在此狀態(tài)下焊料逐漸凝固、焊接，從而減小或消除真空玻璃的封邊應力。
[0040]根據(jù)本發(fā)明實施例的連續(xù)式真空焊接爐還可以用于金屬零部件等其他產(chǎn)品的真空釬焊。
[0041]以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術方案對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定發(fā)明的具體實施僅限于這些說明。對本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應該視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種連續(xù)式真空焊接爐，包括:上料臺、真空預抽室、真空加熱室、預冷室、冷卻室和下料臺，用于對真空腔進行熱處理的加熱系統(tǒng)、用于對真空腔進行真空處理的真空系統(tǒng)、用于傳送物件的傳輸系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；其特征在于還包括真空加壓室，所述真空加熱室和真空加壓室的真空腔包括設置在最外層的外腔及依次設置在外腔內(nèi)部的一個以上的內(nèi)腔。2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式真空焊接爐，其特征在于所述外腔和內(nèi)腔相互獨立，夕卜腔及每個內(nèi)腔的溫度或/和真空度不同，從內(nèi)到外溫度或/和真空度依次降低。3.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式真空焊接爐，其特征在于所述連續(xù)式真空焊接爐的真空腔內(nèi)設置有加熱體，所述加熱體采用跟蹤加熱的技術。4.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式真空焊接爐，其特征在于所述外腔或/和內(nèi)腔的內(nèi)表面為低輻射率表面或者表面鍍有低輻射膜。5.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式真空焊接爐，其特征在于所述外腔或/和內(nèi)腔還可設置有一至數(shù)層隔熱屏。6.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式真空焊接爐，其特征在于所述外腔內(nèi)的氣壓為100Pa-0.1Pa，所述內(nèi)腔內(nèi)的氣壓為 0.1Pa-0.0OOlPa07.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式真空焊接爐，其特征在于所述連續(xù)式真空焊接爐通過調(diào)整外腔的氣壓來改變外腔的隔熱性能。8.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式真空焊接爐，其特征在于所述真空加壓室采用靜態(tài)加壓或動態(tài)加壓的方式使物件與焊料之間結(jié)合緊密。9.如權(quán)利要求8所述的連續(xù)式真空焊接爐，其特征在于所述動態(tài)加壓是采用上下輥道碾壓的方式，在物件的傳輸過程中使焊料與物件緊密結(jié)合、并逐漸固化。10.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式真空焊接爐，其特征在于所述真空預抽室和真空預冷室有一至數(shù)個。
【文檔編號】C03B23/24GK105985009SQ201510077038
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月13日
【發(fā)明人】戴長虹
【申請人】戴長虹