CN114234630B - 一种具有清洗功能的在线式分区真空炉及其焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种具有清洗功能的在线式分区真空炉，包括内舱空间；所述内舱空间包括预热空间、真空空间和冷却空间；其中，所述预热空间包括至少两个预热分区，所述冷却空间包括至少两个冷却分区；传送装置能够将焊接工件由内舱空间的入口传送至内舱空间的出口。本申请还提供一种焊接方法，包括：在预热空间以第一加热温度对工件加热第一预设时间，所述工件在第一预设时间里经过预热空间的所有预热分区，最终达到第一温度；所述工件达到第一温度后，传送装置将工件传送至真空空间内进行正压和/或负压，同时对工件以第二加热温度加热第二预设时间，使工件达到第二温度；传送装置将工件传送至冷却空间内，进行冷却。本申请提高了工件焊接效率。
Description
技术领域
本申请涉及真空炉技术领域，尤其涉及一种具有清洗功能的在线式分区真空炉。
背景技术
现有技术中常有的在线式加热炉的功能较为单一，对于在工件焊接步骤中的预热、清洗、真空焊接、冷却的这些工序由于对工序实现的环境有特殊要求，因此需要在不同的机器平台上进行，比如现有加热炉中对焊接工件仅有加热焊接功能，不具备清洗功能，如果要进行清洗，就需要多添加一台清洗设备，这样就使得整体加热工序需要更多的人力物力，维护上也更加繁琐。而即使使用多台机器依次进行工序，现有技术中的设备也会有很多问题，比如现有加热炉在进出料口时做不到完全密封，这样就严重影响焊接炉内的焊接气氛，造成焊接产品达不到工艺要求，另外，物料运送结构由于要穿过真空腔密封的部分，在两者的整合配装上容易造成真空腔体的真空质量的降低，使得真空腔无法达到足够的真空，也就无法满足高标准产品的焊接要求；另外，现在的在线式设备采用一体式加热板，加热速度较慢，温度均匀性无法保证，加热元件因为使用频繁，也很容易出现故障，而一但加热元件故障，工程人员往往要在设备较长时间停机使其冷却以后再更换，这样就浪费了大量时间。因此，迫切需要比传统产品更为可靠的焊接加热炉的方案。
发明内容
为了解决问题，本申请提供一种所述具有清洗功能的在线式分区真空炉包括内舱空间；所述内舱空间包括预热空间、真空空间和冷却空间；其中，所述预热空间包括至少两个预热分区，所述冷却空间包括至少两个冷却分区；在所述每个分区都设置甲酸入口；
所述内舱空间内设置有用于运送焊接工件的传送装置，所述传送装置能够将焊接工件由内舱空间的入口传送至内舱空间的出口，在所述传送装置下方设置有加热装置。
其中，优选的，设置由内舱空间的入口向出口延伸的方向为工件传输方向，将内舱空间沿工件传输方向依次设置为预热空间、真空空间、冷却空间；所述预热空间和冷却空间分别设置在所述真空空间两侧。
其中，优选的，所述传送装置能够根据需求进行直线运动或者往复运动。
其中，优选的，所述内舱空间由上炉体和下炉体构成，所述上炉体能够密闭盖合，所述内舱空间的入口和出口设置在所述下炉体的两侧；
其中，所述内舱空间的入口和出口通过升降炉门进行封闭，所述升降炉门包括升降装置、炉门和门型框，其中，所述门型框分别固定在所述上炉体的两侧，所述门型框的开口分别垂直指向内舱空间的入口和出口；所述门型框包括一个水平部和两个垂直于水平部的竖直部；在两个竖直部的内侧设置有直弧导槽，所述直弧导槽包括与竖直部平行的直线形部分和向下炉体方向弯折的弧形部分；
所述升降装置能够带动所述炉门在所述直弧导槽上滑动；所述炉门下落时，由门型框直弧导槽的直线形部分向弧形部分滑行，当炉门下降到直线形部分的底端时，炉门通过弧形部分向炉体方向靠近，直到炉门上设置的密封圈对内舱空间的入口和出口形成密封。
其中，优选的，所述传送装置设置在载台上，在所述载台的底部均匀平行的设置石英玻璃管，所述石英玻璃管内可拆卸的固定有炉体加热管；其中，将石英玻璃管的管体与下炉体之间密封，而石英玻璃管的管口对外部开放，用于更换内部的炉体加热管。
其中，优选的，所述石英玻璃管的内径大于所述炉体加热管的外径。
本申请还提供一种使用上述的具有清洗功能的在线式分区真空炉的焊接方法，包括步骤：
S10，传送装置将工件从内舱空间的入口送入预热空间内；
S20，内舱空间关闭入口和出口，形成密闭状态，在预热空间以第一加热温度对工件加热第一预设时间，所述工件在第一预设时间里经过预热空间的所有预热分区，最终达到第一温度；
S30，所述工件达到第一温度后，传送装置将工件传送至真空空间内进行正压和/或负压，同时对工件以第二加热温度加热第二预设时间，使工件达到第二温度；
S40，传送装置将工件传送至冷却空间内，进行冷却；
S50，内舱空间打开出口，传送装置将工件由出口传送出去。
其中，在步骤S20中，工件经过所述预热空间的各预热分区时，各预热分区的加热温度沿工件传输方向逐渐递增。
其中，在步骤S30中，所述第二加热温度高于第一加热温度。
其中，在步骤S40中，还包括步骤S41，工件在冷却空间内以第三加热温度加热第三预设时间后，再进行冷却，所述第三加热温度低于第一加热温度。
申请实现的有益效果如下：
本申请通过将预热空间、真空空间和冷却空间的组合设计，能够最低程度的降低成本，降低空间密度，节省空间，同时通过设置多个预热腔体和冷却腔体，能够提高焊接效率和成品率。
同时本申请解决了目前在线式加热炉不具备自动清洗带焊接工件的功能，加热速度慢，进出料口不能密封，真空腔体密封性能不好的问题。通过甲酸充入系统、真空结构设计、冷却区设计，实现了一台设备能满足以上全部功能。通过进出料口炉门升降和密封结设计，彻底解决了炉门无法密封的问题。加热管设计在炉体密封结构的外侧，而且每个区的加热管数量为2根或者更多，单独取下加热管不影响炉体的密封效果。同时加热管的数量较多，如果有其中一根或者几根加热管损坏，能够尽可能迅速的将损坏的加热管取出，安装上新的加热管。在物料运送到真空分区后，物料运送能够退回到起点位置，不影响真空室的密封结构。加热管可以快速给载台升温，而且可以同时做到对红外加热管的精准控温，使温度均匀性更好，控温精度更准确。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请具有清洗功能的在线式分区真空炉的立体结构图。
图2为本申请具有清洗功能的在线式分区真空炉的正面图。
图3为本申请具有清洗功能的在线式分区真空炉的侧面图。
图4为具有清洗功能的在线式分区真空炉下炉体的俯视图。
图5为本申请具有清洗功能的在线式分区真空炉的升降炉门的结构图。
图6为本申请具有清洗功能的在线式分区真空炉的加热管组的结构图。
图7为本申请具有清洗功能的在线式分区真空炉的冷却分区的内部结构图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供一种具有清洗功能的在线式分区真空炉，如图1-图3所示，为所述在线式分区真空炉整体结构的一个实施例图，所述具有清洗功能的在线式分区真空炉包括上炉体1和下炉体2；
如图所示，上炉体1能够通过液压装置等辅助设备，呈现盖合和打开两种状态，当上炉体1呈盖合状态时，上炉体1与下炉体2之间形成密闭的内舱空间，所述内舱空间用于实现焊接工件的预热、清洗、焊接和冷却；
其中，设置由内舱空间的入口14向出口15延伸的方向为工件传输方向，将内舱空间沿工件传输方向依次划分为预热空间11、真空空间12和冷却空间13；用于运送焊接工件的传送装置3沿所述工件传输方向贯穿整个内舱空间，用于使焊接工件能够根据需求经过预热空间11、真空空间12和冷却空间，最终完成全部焊接过程；
其中，所述预热空间11包括至少两个预热分区，所述冷却空间13包括至少两个冷却分区；
其中，所述预热空间11和冷却空间13可以分别设置在所述真空空间12的两侧，也可以将真空空间12设置在预热空间11的分区之间，或者设置在冷却空间13的分区之间，同时要保证至少有一个预热分区连接在入口14，至少有一个冷却分区连接在出口15；这样就能保证焊接工件进入真空腔之前至少经过一次预热，而在焊接之后至少经过一次冷却；
而本申请的一个实施方式中，如图4所示，一共使用了8个分区，其中从内舱空间的入口到出口依次设置5个预热分区、1个真空分区、2个冷却分区；而在另外的实施方式中，也可以根据实际需求，将设置成将真空分区放置在任何两个预热分区之间，或者放在任何两个冷却分区之间。
为了使得成本最大优化，尽量减少真空腔的占用空间和成本，本实施方式中，真空空间仅包括唯一的真空腔，如果出现需要多次进入真空空间的焊接方式，则可以通过所述传送装置进行往复运动的方式，带动焊接工件重新进入真空腔内。
在本申请的一个实施方式中，能够将真空空间设置在预热空间的分区之间或者设置在冷却空间的分区之间，至少有一个预热分区连接在所述入口，至少有一个冷却分区连接在所述出口。
在本申请的一个实施方式中，传送装置将工件从内舱空间的入口送入预热空间内；内舱空间关闭入口和出口，形成密闭状态，在预热空间对工件以第一加热温度加热第一预设时间，所述工件在第一预设时间里经过预热空间的各预热分区；工件经过所述预热空间的各预热分区时，各预热分区的加热温度沿工件传输方向逐渐递增。经过在预热空间加热第一预设时间后，工件达到第一温度，之后传送装置将工件传送至真空空间内，以第二加热温度进行正压或者负压状态下的加热，加热第二预设时间；其中，所述第二加热温度高于第一加热温度；之后传送装置将工件传送至冷却空间内，进行冷却；工件在冷却空间内以第三加热温度对工件加热第三预设时间后，再进行冷却，所述第三加热温度低于第一加热温度。最后，内舱空间打开出口，传送装置将工件由出口传送出去。
其中，内舱空间的入口和出口通过升降炉门4进行封闭，升降炉门4的具体结构如图5所示，结合图3，能够看到，将所述升降炉门4安装在上炉体1上，其中，所述升降炉门4包括升降装置41、炉门42和门型框43，其中，所述门型框43分别固定在所述上炉体1的两侧，所述门型框43的开口垂直指向下炉体2，也就是对应着内舱空间入口/出口的位置；
所述门型框包括一个水平部和两个垂直于水平部的竖直部；在所述门型框的两个竖直部的内侧设置有直导槽431和直弧导槽432，所述直弧导槽432前端为与所述直导槽431平行的直线形、末端为向炉体的方向弯折的弧形；
所述升降装置41包括炉门电机411、滚珠丝杠412、炉门升降条413、炉门连接杆414；所述炉门升降条413垂直固定在滚珠丝杠412上，所述炉门电机411通过滚珠丝杠412能够带动炉门升降条413在直导槽431上滑动，同时通过炉门连接杆414，带动炉门42在直弧导槽432上滑动；
当炉门电机411带动滚珠丝杠412向下落下时，带动炉门升降条413由门型框直导槽的顶端向底端滑行，同时带动炉门42从直弧导槽432的直线形部分向弧形部分滑行，炉门升降条413下降到直导槽底端时，炉门42通过直弧导槽的弧形部分向炉体方向靠近，直到炉门上设置的密封圈421对内舱空间的出口/入口形成密封。
在所述内舱空间内设置载台5，在载台5下方设置加热管组6，其中，所述载台5使用高温热传导材料，例如高温石墨材料；所述加热管组6包括若干加热管，所述加热管使用红外加热管；
其中，如图4所示，所述载台5设置在下炉体内部，所述载台5的上表面设置有传输通孔51，所述传送装置3能够在加热载台的传输通孔51中通过，用于将焊接工件传送到内舱空间的其他分区内。
如图6所示，所述载台5的底部设置石英管安装通孔，在所述石英管安装通孔中安装有石英玻璃管62，将石英玻璃管62的管体与下炉体2之间用密封法兰密封，而石英玻璃管的管口对外部开放，用于更换加热管61；
其中，石英玻璃管62的内径大于炉体加热管61的外径；所述石英玻璃管均匀平行的分布在加热载台底部。
在下炉体2上还设置有加热管安装架63，多个加热管61通过加热管安装件64固定在加热管安装架63上，形成一个加热管组。
加热管安装件64与加热管61连接部分为弹簧卡扣结构，用于加热管的固定支撑。
由于石英玻璃管与下炉体已经密封，加热管只需要穿过石英玻璃管就可以正常使用，真正做到了炉体加热管的快速更换。
另外，如图7所示，在冷却空间13的载台5内部设置有冷却水管7，用于焊接工件的冷却，在连接出口的冷却舱室内也可以不设置加热管。或者在冷却空间内既有冷却水管又有加热管，用于高温段冷却，防止特殊工艺需求由于快速冷却造成焊接质量问题。
另外，如图2所示，在每个分区内设置有甲酸入口8，可以根据需求使每个分区都能充入甲酸，清洗待焊接工件，也可以控制单独的一个或者几个分区充入甲酸，或者在不需要清洗的情况下，每个分区都不充入甲酸。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种具有清洗功能的在线式分区真空炉的焊接方法，其特征在于，
S00，提供具有清洗功能的在线式分区真空炉，包括内舱空间；所述内舱空间包括预热空间、真空空间和冷却空间；其中，所述预热空间包括至少两个预热分区，所述冷却空间包括至少两个冷却分区；
在所述每个分区都设置甲酸入口；
所述内舱空间内设置有用于运送焊接工件的传送装置，所述传送装置能够将焊接工件由内舱空间的入口传送至内舱空间的出口；
所述内舱空间由上炉体和下炉体构成，所述上炉体能够密闭盖合，所述内舱空间的入口和出口设置在所述下炉体的两侧；
其中，所述内舱空间的入口和出口通过升降炉门进行封闭，所述升降炉门包括升降装置、炉门和门型框，其中，所述门型框分别固定在所述上炉体的两侧，所述门型框的开口分别垂直指向内舱空间的入口和出口；所述门型框包括一个水平部和两个垂直于水平部的竖直部；在两个竖直部的内侧设置有直弧导槽，所述直弧导槽包括与竖直部平行的直线形部分和向下炉体方向弯折的弧形部分；
所述升降装置能够带动所述炉门在所述直弧导槽上滑动；所述炉门下落时，由门型框直弧导槽的直线形部分向弧形部分滑行，当炉门下降到直线形部分的底端时，炉门通过弧形部分向炉体方向靠近，直到炉门上设置的密封圈对内舱空间的入口和出口形成密封；
S10，传送装置将工件从内舱空间的入口送入预热空间内；
S20，内舱空间关闭入口和出口，形成密闭状态，在预热空间以第一加热温度对工件加热第一预设时间，所述工件在第一预设时间里经过预热空间的所有预热分区，最终达到第一温度；
S30，所述工件达到第一温度后，传送装置将工件传送至真空空间内进行正压和/或负压，同时对工件以第二加热温度加热第二预设时间，使工件达到第二温度；
S40，传送装置将工件传送至冷却空间内，进行冷却；在步骤S40中，还包括步骤S41，工件在冷却空间内以第三加热温度加热第三预设时间后，再进行冷却，所述第三加热温度低于第一加热温度；
S50，内舱空间打开出口，传送装置将工件由出口传送出去。
2.如权利要求1所述的具有清洗功能的在线式分区真空炉的焊接方法，其特征在于，设置由内舱空间的入口向出口延伸的方向为工件传输方向，将内舱空间沿工件传输方向依次设置为预热空间、真空空间、冷却空间；所述预热空间和冷却空间分别设置在所述真空空间两侧。
3. 如权利要求1所述的具有清洗功能的在线式分区真空炉的焊接方法，其特征在于，所述传送装置能够根据需求进行直线运动或者往复运动。
4.如权利要求1所述的具有清洗功能的在线式分区真空炉的焊接方法，其特征在于，所述传送装置设置在载台上，在所述载台的底部均匀平行的设置石英玻璃管，所述石英玻璃管内可拆卸的固定有炉体加热管；其中，将石英玻璃管的管体与下炉体之间密封，而石英玻璃管的管口对外部开放，用于更换内部的炉体加热管。
5.如权利要求4所述的具有清洗功能的在线式分区真空炉的焊接方法，其特征在于，所述石英玻璃管的内径大于所述炉体加热管的外径。
6.如权利要求1所述的具有清洗功能的在线式分区真空炉的焊接方法，其特征在于，在步骤S20中，工件经过所述预热空间的各预热分区时，各预热分区的加热温度沿工件传输方向逐渐递增。
7.如权利要求1所述的具有清洗功能的在线式分区真空炉的焊接方法，其特征在于，在步骤S30中，所述第二加热温度高于第一加热温度。
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