一種可連續(xù)進(jìn)料作業(yè)的真空/氣氛焊接裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種真空/氣氛焊接裝置及方法，具體涉及一種可連續(xù)進(jìn)料作業(yè)的真空/氣氛焊接裝置及方法，用以實現(xiàn)中高溫?zé)犭娖骷恼婵?氣氛焊接。
【背景技術(shù)】
[0002]熱電器件是熱電材料實現(xiàn)應(yīng)用的必要載體。熱電器件體積小、重量輕、無傳動機(jī)構(gòu)、無污染釋放等諸多的優(yōu)勢，使得其在工業(yè)廢熱回收、汽車余熱回收、空間電源、民用制冷等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景與優(yōu)勢。
[0003]200?400°C之間的熱源是工業(yè)普遍存在且可以實現(xiàn)直接發(fā)電及綜合利用的溫度區(qū)間。在此區(qū)間工作的熱電材料均需要中高溫?zé)犭姴牧?，因此中高溫?zé)犭娖骷墓ぷ鳒囟燃昂附訙囟染哂诖藴囟?。焊接過程中更換模具、更換樣品等中間操作都會使得空氣進(jìn)入腔體內(nèi)，導(dǎo)致熱電材料、電極等被高溫氧化。
[0004]另外，由于熱電器件制作工藝復(fù)雜，更換模具等中間操作和焊接過程需要分階段操作。通常做法是在熱壓爐、放電等離子燒結(jié)爐中進(jìn)行，每完成一次操作，都需要重新啟閉爐子，重新抽真空等，這種方式存在耗時長、效率低等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種可連續(xù)進(jìn)料作業(yè)的真空/氣氛焊接裝置及方法，用以實現(xiàn)中高溫?zé)犭娖骷恼婵?氣氛焊接，能夠經(jīng)濟(jì)有效地解決高溫焊接氧化以及在真空/氣氛環(huán)境下的可操作問題，實現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料焊接，提高生產(chǎn)效率。
[0006]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]一種可連續(xù)進(jìn)料作業(yè)的真空/氣氛焊接裝置，其特征在于，所述裝置包括:上腔體、中間擋板、下腔體，中間擋板位于上腔體和下腔體之間，上腔體用于實現(xiàn)包括模具的裝夾、焊接樣品的裝樣在內(nèi)的中間操作；中間擋板用于在上腔體進(jìn)行進(jìn)料操作時，保持下腔體的真空狀態(tài)，防止空氣進(jìn)入下腔體；下腔體用于實現(xiàn)在真空/氣氛環(huán)境下的持續(xù)加熱與焊接，工作時下腔體內(nèi)一直保持真空或氣氛保護(hù)狀態(tài)，防止加熱體與被焊接器件的氧化；上腔體、中間擋板、下腔體能夠形成氣密結(jié)構(gòu)。
[0008]其中，上腔體包括壓桿、快拆卸模具裝載臺、進(jìn)料腔、氣氛與真空切換閥門；壓桿裝設(shè)于上腔體上側(cè)，并能在上下腔體內(nèi)進(jìn)行升降動作，保持與上腔體的密封連接，用于實現(xiàn)器件焊接過程的壓力保持；快拆卸模具裝載臺位于壓桿下方，用于實現(xiàn)模具的快速裝載和拆卸；氣氛與真空切換閥門設(shè)置于上腔體上，包括保護(hù)氣氛進(jìn)入口的閥門和連接真空泵的閥門，用于實現(xiàn)腔體抽真空、保護(hù)氣氛的切換以及上腔體的空氣置換；進(jìn)料腔開設(shè)在上腔體側(cè)部，通過進(jìn)料腔把帶樣品的模具裝夾送入上腔體，并將模具快速裝夾在裝載臺的卡位螺栓處，其中進(jìn)料腔設(shè)置有進(jìn)料門，用于關(guān)閉或打開進(jìn)料腔；
[0009]中間擋板設(shè)有開口，開口上部為倒梯形形狀；所述中間擋板還包括中間擋板門，通過中間擋板門的啟閉打開或覆蓋該開口，中間擋板門也相應(yīng)地為倒梯形結(jié)構(gòu)；
[0010]下腔體包括測溫接頭、加熱臺，測溫接頭用于檢測加熱臺的溫度；加熱臺用于對放置在其上的被焊接器件進(jìn)行加熱與焊接。
[0011]優(yōu)選地，通過第一手輪調(diào)節(jié)壓桿的升降，并能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)程無極旋停，滿足不同尺寸規(guī)格的器件焊接需求；
[0012]優(yōu)選地，壓桿采用雙向骨架密封，保證上下移動壓桿不影響腔體內(nèi)的真空度。
[0013]優(yōu)選地，中間擋板門的啟閉借助第二手輪實現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)閉壓緊中間擋板的開口以及開啟中間擋板門至最大位置并鎖止。
[0014]優(yōu)選地，中間擋板門配置密封圈，增強(qiáng)關(guān)閉時的密封效果。
[0015]優(yōu)選地，為防止溫度過高，下腔體采用雙層結(jié)構(gòu)，雙層結(jié)構(gòu)之間形成水冷通道，雙層結(jié)構(gòu)中的內(nèi)層與上腔體和中間擋板能夠形成氣密結(jié)構(gòu)。
[0016]優(yōu)選地，上下腔體的開啟，使用千斤頂助力開啟，方便檢修，且上腔體頂桿與千斤頂通過鋼珠點(diǎn)接觸連接。
[0017]優(yōu)選地，壓桿為帶水冷壓桿，快拆卸模具裝載臺為帶水冷快拆卸模具裝載臺。
[0018]本發(fā)明還涉及上述裝置的焊接方法，該方法包括:
[0019]步驟S1:初始工作狀態(tài)，通過第一手輪將壓桿升起，通過第二手輪開啟中間擋板門至開啟位置，裝置的各閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)料門關(guān)閉，此時整個腔體為氣密結(jié)構(gòu)；
[0020]步驟S2:打開連接真空泵的閥門，對上下腔體進(jìn)行抽真空；待真空壓力表示數(shù)至最低時，關(guān)閉連接真空泵的閥門，開啟氣氛進(jìn)入口的閥門，對整個腔體充氣實現(xiàn)腔體內(nèi)的空氣置換；待真空壓力表示數(shù)為微負(fù)壓時，關(guān)閉氣氛進(jìn)入口的閥門；
[0021]步驟S3:重復(fù)步驟S2，直到腔體內(nèi)的氧成分極小，不足以氧化高溫的樣品為止；此時，打開連接真空泵的閥門，對上下腔體進(jìn)行抽真空；待真空壓力表至最低時，關(guān)閉連接真空泵的閥門；
[0022]步驟S4:視加熱臺的溫度情況，對加熱臺開始進(jìn)行溫控加熱；
[0023]步驟S5:通過第二手輪將中間擋板門調(diào)節(jié)至關(guān)閉壓緊狀態(tài)；
[0024]步驟S6:開啟進(jìn)料門，進(jìn)行帶樣品的模具與裝載臺的快速裝載；裝載完畢后，關(guān)閉進(jìn)料門；
[0025]步驟S7:打開連接真空泵的閥門，對上腔體進(jìn)行抽真空；待真空壓力表示數(shù)至最低時，關(guān)閉連接真空泵的閥門，開啟氣氛進(jìn)入口的閥門，對上腔體充氣實現(xiàn)腔體內(nèi)的空氣置換；待真空壓力表示數(shù)為微負(fù)壓時，關(guān)閉氣氛進(jìn)入口的閥門；
[0026]步驟S8:重復(fù)上述步驟S7，直到上腔體內(nèi)的氧成分極小，不足以氧化高溫的樣品為止；打開連接真空泵的閥門，對上腔體進(jìn)行抽真空；待真空壓力表示數(shù)至最低時，關(guān)閉連接真空泵的閥門；
[0027]步驟S9:待下腔體的溫度達(dá)到被焊接器件的焊接工藝要求的工作溫度時，開啟中間擋板門，通過第一手輪推動壓桿，把被焊接器件送入下腔體，并使得被焊接器件與加熱臺壓緊，鎖止第一手輪，開始對被焊接器件進(jìn)行焊接工作；
[0028]步驟SlO:焊接工作完成后，通過第一手輪提升壓桿帶動焊接完畢的器件至上腔體內(nèi)，并關(guān)閉中間擋板門，鎖死第二手輪；
[0029]步驟Sll:待焊接完畢的樣品冷卻，即通過進(jìn)料腔，取出焊接完畢的樣品；
[0030]步驟S12:如果需要對其他被焊接器件進(jìn)行焊接操作，則待裝載臺溫度降低到適合裝載帶樣品的模具的溫度，重復(fù)步驟S6-S11 ;如果不需要，則裝置停止工作。
[0031]本發(fā)明提出的焊接裝置通過在上下腔體之間設(shè)置具有中間擋板門的中間擋板，通過中間擋板門的啟閉實現(xiàn)中間操作和焊接操作均在腔體內(nèi)進(jìn)行，在焊接過程中下腔體一直處于絕氧狀態(tài)，有效防止熱電材料、電極等被高溫氧化；并且可以連續(xù)進(jìn)行進(jìn)料作業(yè)和焊接作業(yè)，操作方便，焊接效率高。
[0032]本發(fā)明提出的焊接方法在初始工作時，先對整個密封腔體進(jìn)行抽真空、空氣置換的操作，并且在進(jìn)行連續(xù)裝夾、更換模具等中間操作需要接觸空氣之前，利用中間擋板門將下腔體進(jìn)行隔絕，在上述中間操作完成后再對上腔體進(jìn)行抽真空、空氣置換的操作，從而保證在焊接過程中下腔體一直處于絕氧的狀態(tài)，有效防止熱電材料和電極等被高溫氧化，操作方便，無需焊接一次加熱一次，節(jié)約了能源，提高了焊接效率。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2為本發(fā)明裝置實施例的外觀示意圖。
[0035]附圖標(biāo)記說明:1、冷卻水進(jìn)出口 ；2、手輪；3、支架；4、壓桿；5、骨架油封；6、銅套；7、上真空腔體；8、掃氣出口 ；9、氣氛進(jìn)入口的閥門；10、連接真空泵的閥門；11、手輪；12、0型密封圈；13、模具臺卡位螺栓；14、帶快拆閥門的進(jìn)料腔；15、中間擋板；16、中間擋板門；17、頂桿軸；18、導(dǎo)線口 ；19、下腔體冷卻水出口 ；20、千斤頂；21、雙層真空腔體；22、加熱臺；23、底座；24、真空壓力表；25、上腔體可視窗；26、下腔體可視窗；27鋼珠球。
【具體實施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0037]參照圖1，該可連續(xù)進(jìn)料作業(yè)的真空/氣氛焊接裝置包括上腔體7、中間擋板15、下腔體21三大部分，上腔體7、中間擋板15、下腔體21之間能夠形成氣密結(jié)構(gòu)。上腔體7，也可稱為裝載腔體，用于實現(xiàn)中間操作，如不同規(guī)格模具的裝夾、焊接樣品的裝樣等。中間擋板15，起到裝載腔體進(jìn)料操作時，保持加熱腔體的真空狀態(tài)，防止加熱體腔體進(jìn)入空氣。下腔體21，也可稱為真空加熱焊接腔體，實現(xiàn)持續(xù)真空、氣氛環(huán)境下的加熱與焊接，工作時一直保持真空或氣氛保護(hù)狀態(tài)，防止加熱體與焊接器件的氧化。優(yōu)選地，將整體腔體分為兩部分，上部分為上腔體7，下部分為下腔體21，上腔體7和下腔體21之間用中間擋板15隔開。
[0038]上腔體7包括帶水冷壓桿4、帶水冷快拆卸模具裝載臺13、進(jìn)料腔14、可視窗、氣氛與真空切換閥門、掃氣閥、真空表等。壓桿4實現(xiàn)器件焊接過程的壓力保持，同時壓桿可以實現(xiàn)進(jìn)程無極旋停，滿足不同尺寸規(guī)格的器件焊接需求。壓桿4與腔體密封，采用雙向骨架密封，保證上下移動壓桿不影響真空度。氣氛與真空切換閥門，包括氣氛進(jìn)入口的閥門9和連接真空泵的閥門10，實現(xiàn)腔體抽真空、保護(hù)氣氛的切換以及裝載腔體的空氣置換。通過進(jìn)料腔14把帶樣品的模具裝夾帶入上腔體7，并可以快速裝夾在壓桿4的卡位螺栓13處，其中進(jìn)料腔14設(shè)置有進(jìn)料門。
[0039]中間擋板15設(shè)有開口，開