连续式真空焊接炉的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种连续式真空焊接炉，包括炉体、加热系统、真空系统、传输系统和用于控制各真空腔内温度和/或真空度的控制系统。本发明的真空炉和连续式真空焊接炉采用独立的双腔或多腔结构，使各真空腔的温度或/和气压逐渐变化，解决了单一真空腔因内外温差或/和压差巨大而带来的密封困难，导致真空炉制作难度大、制作成本高等问题，特别适合于真空玻璃的工业化生产。
【专利说明】
连续式真空焊接炉
技术领域
[0001]本发明涉及真空设备领域，尤其涉及一种连续式真空焊接炉。
[0002]【背景技术】:
真空炉作为一种工业设备，在材料的热处理、加工、制备、烧结、焊接和镀膜等方面具有广泛的用途；专利CN200510087373.8公开了一种连续式真空焊接炉，用于制备真空玻璃，所述真空玻璃焊接炉由放片台、真空预热室、真空焊接室、真空退火室、冷却室、取片台和中心控制系统等几个独立部分、积木式组合而成。
[0003]真空炉既要保证真空、又要保持高温，由于高温使密封材料的选择变的极为困难，因为常温下的有机材料无法用于高温密封；对于连续式真空焊接炉来说，内部有传输辊道等运动的部件，运动部件在高温、高真空下的密封、润滑，是一个更加困难的问题；让真空炉内长期保持高温状态，不但会带来密封和润滑方面的难题，而且会浪费大量的能源和增加许多冷却装置。
[0004]现有的连续式真空焊接炉有多个真空室组成，每个真空室在径向上只有一个真空腔，对于真空焊接室来说，其真空腔的气压只有0.1-0.0OOlPa，而外部的大气压高达15Pa,两者相差16-1O9倍，巨大的压差对真空腔的焊接成型、真空管道的连接、炉门的密封提出了很高的要求，只要出现些微的渗漏，就难以达到所要求的真空度，所以制作难度很大、制作成本很高，一条连续式真空焊接炉的造价高达数千万元。
[0005]
【发明内容】
:
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有独立的双腔或多腔结构的连续式真空焊接炉。本发明的真空炉可以实现使得各真空腔的温度或/和气压的逐渐变化，解决了单一真空腔因内外温差或/和压差巨大而带来的密封困难，解决了真空炉制作难度大、制作成本高等问题。
[0006]为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案:
一种连续式真空焊接炉，包括:上料台、真空预抽室、真空加热室、预冷室、冷却室和下料台，用于对真空腔进行热处理的加热系统、用于对真空腔进行真空处理的真空系统、用于传送物件的传输系统和控制系统；其特征在于还包括真空加压室，所述真空加热室和真空加压室的真空腔包括设置在最外层的外腔及依次设置在外腔内部的一个以上的内腔。
[0007]优选的，所述外腔和内腔相互独立，外腔及每个内腔的温度或/和真空度可以不同，从内到外温度或/和真空度可依次降低，使各真空腔的温度或/和真空度逐渐变化，解决了单一真空腔因内外温差或/和压差巨大而带来的密封困难；真空系统可以包括多个真空机组，每个真空机组通过真空管与相应的真空腔连通；外腔和内腔可以分别通过各自的真空机组达到设定的真空度或气压。
[0008]优选的，所述连续式真空焊接炉的真空腔内设置有加热体，所述加热体可以对腔内物件进行加热和保温。
[0009]优选的，所述加热体为电加热管、加热带、加热丝、加热棒等，所述加热体均匀排列，设置在物件的下方或/和上方。
[0010]优选的，所述加热体采用跟踪加热的技术，即物件运动到哪里，哪里的加热体工作。
[0011]优选的，所述加热体为红外加热体。红外加热体安装方便，应用广泛。
[0012]优选的，所述真空预抽室和预冷室可以是一至数个，可以实现真空度和温度的逐渐变化。
[0013]优选的，所述外腔或/和内腔的内表面为低辐射率表面或者表面镀有低辐射膜，可以进一步提尚隔热保温性能。
[0014]优选的，所述外腔或/和内腔还可设置有一至数层隔热屏，隔热屏可以对外腔和内腔进行保温隔热。
[0015]优选的，所述隔热屏为表面光洁的金属板，或者表面镀有低辐射膜，可以进一步提高隔热保温性能。
[0016]优选的，所述外腔内的气压优选为100Pa-0.1Pa,所述内腔内的气压优选为0.1Pa-Ο.0OOlPa0
[0017]优选的，所述真空加压室采用静态加压或动态加压的方式，所述静态加压是物件不动、采用机械加压或气压等方式使物件与焊料之间紧密结合；所述动态加压是采用上下辊道碾压的方式、在物件的传输过程中使焊料与物件紧密结合、并逐渐固化。
[0018]优选的，所述控制系统同时控制加热系统、真空系统和传输系统。
[0019]本发明的有益效果是:
本发明的真空炉采用独立的双腔或多腔结构，使各真空腔的温度或/和气压逐渐变化，解决了单一真空腔因内外温差或/和压差巨大而带来的密封困难，导致真空炉制作难度大、制作成本高等问题，特别适合于制造高真空、超高真空的真空炉。本发明的真空炉将现有的单腔分为内外两个腔，由内腔和外腔共同分担原有的单腔的功能，使真空炉的制造成本更低、操控更简单、抽真空效果更好；如将加热体、隔热屏等均设置在外腔中，内腔只承担物件抽真空的功能，由于没有了加热体、隔热屏等放气的影响、再加上外腔低真空的保护，所以内腔很容易达到所需的高真空度。
[0020]本发明的连续式真空焊接炉可以通过调整外腔的气压来改变外腔的隔热性能，达到炉体保温或降温的目的，即当外腔的气压小于0.2Pa时，有很好的保温效果；当外腔的气压大于IPa时，此时空气的传导传热和对流传热明显，有很好的降温效果。
[0021]本发明的连续式真空焊接炉，其加热系统采用跟踪加热的技术，只加热被加热的物体、而不加热炉体，不但降低了能耗，而且解决了炉体因受热膨胀变形带来的密封问题，还解决了传输系统因温度高而带来的密封和润滑问题。
[0022]本发明的连续式真空焊接炉，增加了真空加压室，通过加压使物件与焊料之间结合更加紧密，焊接更加牢固可靠。
[0023]【附图说明】:
图1为本发明的连续式真空焊接炉纵截面结构示意图。
[0024]【具体实施方式】:
下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0025]本发明实施例，提供了一种连续式真空焊接炉，包括上料台、真空预抽室、真空加热室、真空加压室、真空预冷室、冷却室和下料台，用于对真空腔进行真空处理的真空系统、用于对真空腔进行热处理的加热系统、用于传送物件的传输系统和控制系统；所述真空加热室和加压室的真空腔包括设置在最外层的外腔及依次设置在外腔内部的一个以上的内腔。所述真空加热室的外腔和内腔可相互独立，外腔和每个内腔的气压不同，从内到外气压依次升高；真空系统可包括多个真空机组，每个真空机组通过真空管与相应的真空腔连通；外腔和内腔可分别通过各自的真空机组达到设定的真空度(或气压)；各个真空室内可以根据温度的要求设置电加热体。
[0026]如图1所示，连续式真空焊接炉包括上料台5、真空预抽室6、真空加热室7、真空加压室8、预冷室9、冷却室10和下料台11，还包括加热系统、真空系统、传输系统和控制系统；真空预抽室6和预冷室9的两端、真空加热室7和真空加压室8的相对端均设有炉门12，炉门12关闭后使真空预抽室6、预冷室9以及真空加热室7和真空加压室8成为独立的密封空间；真空加热室7和真空加压室8的真空腔由内外两个真空腔外腔I和内腔2组成，两个腔体可以相互独立，即其温度或/和真空度可以单独进行控制。外腔I和内腔2可通过焊接或螺丝连接等方式固定在底座上。真空系统由真空管和真空栗机组组成，用于调节腔内的真空度或气压。
[0027]外腔I和内腔2可分别通过各自的真空栗机组达到设定的真空度(或气压)，外腔I内的气压优选为100Pa-0.1Pa、内腔2内的气压优选为0.1Pa-Ο.0OOlPa0
[0028]内腔2内有隔热屏3，隔热屏3要求表面辐射率低、耐高温、耐冷热急变、真空下放气量小或不放气、厚度薄，优选是表面光洁的金属材料。优选在隔热屏3表面镀有低辐射膜。隔热屏3可以根据需要设置成一至数层，层数越多，保温隔热的效果越好，炉内的温度越高、隔热屏的层数也越多。由于当气压低于0.2Pa时，空气的传导传热和对流传热可以忽略不计。所以当内腔2内的气压达到一定程度，低于0.2Pa时，内腔2内部就基本不会产生气体的热传导和热对流。这时，如果隔热屏3上设置有具有低辐射率的低辐射膜，就可以进一步提尚隔热保温性能。
[0029]内腔2或/和外腔I的内表面也可以设置为低辐射率表面或镀有低辐射膜，这样可以使得内腔和外腔具有更好的隔热保温性能。
[0030]各个真空室可以根据需要设置加热体4，以此控制物件的加热温度以及升温速率和降温速率，加热体4为加热丝、带、管或棒等形状，可以安装在内腔2的内侧或外侧，也可以缠绕在内腔2的外表面上。各个真空室的加热体4可以根据要求单独开始加热或者停止加热，这样可以实现对真空室内的物体的跟踪加热。加热体4可以有数个，数个加热体4可以在内腔2内部间隔一定距离分开设置，可以设置在内腔2的下部或/和上部。加热体4可以使用电阻加热、红外加热等加热方式，在内腔2的外侧时优选电阻加热，在内腔2的内侧时优选红外线加热。
[0031]真空预抽室6和预冷室9是一至数个，可实现真空度和温度的逐渐变化。
[0032]各个真空室内的温度可以稳定在一设定值，为了降低各个真空室尤其是真空加热室7的整体温度，优选采用跟踪加热的方式，即被加热的物件运行到哪里，哪里的电加热体4工作，其余的电加热体4不工作。为了使被加热的物件受热均匀，被加热的物件在各个真空室内可以始终处于运动状态。冷却室10始终处于常压状态下，内设出风管14，通过风机15对被加热的物件进行风冷降温。
[0033]连续式真空焊接炉的工作过程如下(以焊接真空玻璃为例):
1)关闭所有炉门12，通过控制系统的计算机发出控制信号，控制真空系统中的真空栗机组以及加热体4对各个真空室进行加热升温和抽真空，使各个真空室达到所设定的基础温度和真空度，处于工作状态；
2)将焊料放置在下片玻璃的封边条框之间或封边凹槽内，上、下玻璃合片后通过人工或机械手置于上料台5上，打开真空预抽室6的进气开关，压力平衡后打开真空预抽室6的炉门，启动上料台5和真空预抽室6的辊道电机，将合片后的玻璃送入真空预抽室6中；关闭进气开关、关闭炉门；打开真空管道开关、抽真空；
3)真空预抽室6的真空度达到要求后关闭真空管道开关；打开真空加热室7的炉门12，同时启动真空预抽室6和真空加热室7的辊道电机，将玻璃送入真空加热室7中，关闭真空加热室7的炉门12 ;关闭真空预抽室6的辊道电机，将真空加热室7的辊道电机调整为慢速模式，在高真空下、玻璃缓慢前行、逐步加热至焊接温度，再运行至真空加压室8中进行加压和冷却；
4)焊料基本凝固后，打开真空加压室8的炉门12，同时启动预冷室9和真空加压室8的辊道电机，将玻璃送入预冷室9中，关闭真空加压室8的炉门；关闭真空加压室8的辊道电机，将预冷室9的辊道电机调整为慢速模式，在低真空下、玻璃缓慢前行、逐步降低温度和真空度，直至真空度降为零；打开预冷室9的炉门12，玻璃进入冷却室10中；
5)关闭预冷室9的炉门，将预冷室9抽真空至工作状态；关闭预冷室9的辊道电机，将冷却室10的辊道电机调整为慢速模式，打开风机15，在风冷状态下、玻璃缓慢前行、逐步降低温度，直至温度降至设定值后，玻璃进入下料台11，等待取走。
[0034]本发明的连续式真空焊接炉中的真空腔也可以根据需要在外腔的内部设置更多的内腔，优选每个真空内腔的气压不同，从内到外气压依次升高，内腔内的气压优选为
0.1Pa-Ο.0OOlPa。内腔和外腔优选设置在同一个中心轴上，也可以错开中心轴设置，外部的腔体包围内部的腔体。
[0035]本发明实施例的真空预抽室、真空加热室、真空预冷室、冷却室的各个真空腔都可以根据需要设置一个以上的内腔，与所要求的真空度有关，内腔越多、成本越高，在腔内气压小于0.1Pa时较有意义。
[0036]所述的真空预抽室和真空预冷室可以根据实际需要设置一个或者多个，可以实现气压和温度的逐渐变化。
[0037]本发明的连续式真空焊接炉由于采用独立的双腔或多腔结构，使各真空腔的温度或/和气压逐渐变化，解决了单一真空腔因内外温差或/和压差巨大而带来的密封困难，导致真空炉制作难度大、制作成本高等问题，特别适合于制造高真空、超高真空的真空炉。
[0038]真空炉的难点在于既要保证真空、又要保持高温，由于高温使密封材料的选择变的极为困难，因为常温下的有机材料无法用于高温密封；对于连续式真空焊接炉来说，内部有传输辊道等运动的部件，运动部件在高温、高真空下的密封、润滑，是一个更加困难的问题；让真空炉内长期保持高温状态，不但会带来密封和润滑方面的难题，而且会浪费大量的能源和增加许多冷却装置。本发明实施例的连续式真空焊接炉，采用跟踪加热的技术，只加热被加热的物体、而不加热炉体，不但降低了能耗，而且解决了炉体因受热膨胀变形带来的密封问题，还解决了传输系统的密封和润滑问题。
[0039]现有的连续式真空焊接炉在焊接真空玻璃时有以下缺点:真空玻璃在真空炉内焊接在一起，由于不承受压力，所以上下两片玻璃很难与所有的支撑物紧密结合在一起，即不是所有的支撑物都能起到有效的支撑作用；当真空玻璃进入大气后，每平米承受10吨的压力，巨大的压力使两片玻璃相互靠近、直至支撑物发挥支撑作用为止，但由于玻璃的边部已被焊料固结、不能变形，所以在焊料焊接处会产生很大的应力；在真空玻璃的使用过程中，会附加温度变化和温差产生的应力、风压产生的应力以及外物碰撞产生的应力等；当焊接产生的应力与外加的应力大于玻璃能够承受的应力时，真空玻璃就会发生自爆或破裂。本发明的连续式真空焊接炉，在生产真空玻璃时，由于增加了真空加压室，通过上下辊道对玻璃的碾压，在焊料熔融软化情况下，使上下玻璃与支撑物紧密接触，达到与大气中相同的状态，在此状态下焊料逐渐凝固、焊接，从而减小或消除真空玻璃的封边应力。
[0040]根据本发明实施例的连续式真空焊接炉还可以用于金属零部件等其他产品的真空钎焊。
[0041]以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应该视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种连续式真空焊接炉，包括:上料台、真空预抽室、真空加热室、预冷室、冷却室和下料台，用于对真空腔进行热处理的加热系统、用于对真空腔进行真空处理的真空系统、用于传送物件的传输系统和控制系统；其特征在于还包括真空加压室，所述真空加热室和真空加压室的真空腔包括设置在最外层的外腔及依次设置在外腔内部的一个以上的内腔。2.如权利要求1所述的连续式真空焊接炉，其特征在于所述外腔和内腔相互独立，夕卜腔及每个内腔的温度或/和真空度不同，从内到外温度或/和真空度依次降低。3.如权利要求1所述的连续式真空焊接炉，其特征在于所述连续式真空焊接炉的真空腔内设置有加热体，所述加热体采用跟踪加热的技术。4.如权利要求1所述的连续式真空焊接炉，其特征在于所述外腔或/和内腔的内表面为低辐射率表面或者表面镀有低辐射膜。5.如权利要求1所述的连续式真空焊接炉，其特征在于所述外腔或/和内腔还可设置有一至数层隔热屏。6.如权利要求1所述的连续式真空焊接炉，其特征在于所述外腔内的气压为100Pa-0.1Pa，所述内腔内的气压为 0.1Pa-0.0OOlPa07.如权利要求1所述的连续式真空焊接炉，其特征在于所述连续式真空焊接炉通过调整外腔的气压来改变外腔的隔热性能。8.如权利要求1所述的连续式真空焊接炉，其特征在于所述真空加压室采用静态加压或动态加压的方式使物件与焊料之间结合紧密。9.如权利要求8所述的连续式真空焊接炉，其特征在于所述动态加压是采用上下辊道碾压的方式，在物件的传输过程中使焊料与物件紧密结合、并逐渐固化。10.如权利要求1所述的连续式真空焊接炉，其特征在于所述真空预抽室和真空预冷室有一至数个。
【文档编号】C03B23/24GK105985009SQ201510077038
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】戴长虹
【申请人】戴长虹