一种真空电子束焊接非接触式红外线工件预热缓冷装置的制作方法

1.本实用新型涉及真空电子束焊接技术领域，涉及一种真空电子束焊接非接触式红外线工件预热缓冷装置。


背景技术：

2.焊接预热能减缓焊后的冷却速度，可减少焊缝和热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性，预热可降低焊接应力，均匀地局部预热或整体预热，可减少焊接区域与被焊工件之间的温度差，一方面降低了焊接应力，另一方面降低了焊接应变速率，有利于避免焊接裂纹的产生，预热可以降低焊接结构的拘束度，随着预热温度的提高，裂纹发生率下降。
3.电子束焊接传统加热方案均采用炉外加热，具体方法有以下几种：随炉加热、火焰加热、感应加热和红外加热等。现有技术方案存在的问题和缺点是预热后工件温度较高，对操作不利；预热后，焊接前还需经过工件装配，抽真空，焊缝编程等辅助工序，辅助工序时间从20分钟到60分钟不等，经过长时间冷却后，工件温度有明显降低，冬季时因环境温度较低，此现象会更加突出，因此，传统的预热方案不完全符合焊接预热的要求，而且传统加热方案在真空腔室外，无法立即实施工件焊后缓冷工艺。
4.因此为了解决现有技术中的不足，需设计一种解决上述问题的真空电子束焊接非接触式红外线工件预热缓冷装置。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决现有技术的问题，提供了一种真空电子束焊接非接触式红外线工件预热缓冷装置。
6.本实用新型的目的可通过以下技术方案来实现：一种真空电子束焊接非接触式红外线工件预热缓冷装置包括：电子枪、加热装置和升降机构，所述加热装置和升降机构设置于真空室内，所述电子枪的枪头设置于真空室内，所述加热装置包括红外加热灯管和灯罩，所述红外加热灯管设置于灯罩内部，所述红外加热灯管上半部设置有防护层，所述灯罩顶部设有供电子枪电子束通过的通孔，所述电子枪设置于灯罩上方，所述升降机构通过连接板一连接灯罩顶部。
7.进一步的改进，所述升降机构包括上连接板、下连接板、导杆和丝杆，所述下连接板固定连接连接板一，所述导杆上端固定有上导套，所述上导套固定于上连接板上，所述导杆下端外部滑动套设有下导套，所述下导套固定于下连接板上，所述丝杆上端连接有轴承座，所述轴承座固定于上连接板上，所述丝杆下端连接有滚珠丝杆螺母，所述滚珠丝杆螺母固定于下连接板上，所述丝杆底部连接有驱动机构。
8.进一步的改进，所述灯罩内部固定有垫块，所述垫块上固定有单边管夹，所述红外加热灯管设置于单边管夹的凹槽内。
9.进一步的改进，所述导杆关于丝杆对称设置有两组。
10.进一步的改进，所述防护层为高温隔热涂层。
11.与现有技术相比，本实用新型真空电子束焊接非接触式红外线工件预热缓冷装置的有益效果：
12.可实现加热完成立即施焊，避免因辅助工序操作引起工件降温从而未达到预热的效果；加热与抽真空同时进行，可以缩短生产节拍；焊接完可立即加热缓冷，避免因急冷导致工件开裂造成接头失效或报废；采用辐射加热方法，热量传递效率高，损失小；采用非接触式加热，加热距离可调，可适用于多种结构形式，且不影响焊接过程中工件位置变换。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图
14.图2为本实用新型中升降机构的结构示意图
15.图3为本实用新型中加热装置的结构示意图
16.图4为本实用新型中红外加热灯管的结构示意图
17.图中，1-电子枪，2-加热装置，21-红外加热灯管，22-灯罩，221-通孔，23-防护层，24-垫块，25-单边管夹，26-凹槽，3-升降机构，31-上连接板，32-下连接板，33-导杆，34-丝杆，35-上导套，36-下导套，37-轴承座，38-滚珠丝杆螺母，39-驱动机构，4-连接板一，5-真空室。
具体实施方式
18.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
20.下面结合实施例及附图1～4，对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
21.实施例1
22.一种真空电子束焊接非接触式红外线工件预热缓冷装置，包括：电子枪1、加热装置2和升降机构3，所述加热装置2和升降机构3设置于真空室5内，所述电子枪1的枪头设置于真空室5内，所述加热装置2包括红外加热灯管21和灯罩22，所述红外加热灯管21设置于灯罩22内部，所述红外加热灯管21上半部设置有防护层23，所述灯罩22顶部设有供电子枪1电子束通过的通孔221，所述电子枪1设置于灯罩22上方，所述升降机构3通过连接板一4连接灯罩22顶部。所述升降机构3包括上连接板31、下连接板32、导杆33和丝杆34，所述下连接板32固定连接连接板一4，所述导杆33上端固定有上导套35，所述上导套35固定于上连接板31上，所述导杆33下端外部滑动套设有下导套36，所述下导套36固定于下连接板32上，所述丝杆34上端连接有轴承座37，所述轴承座37固定于上连接板31上，所述丝杆34下端连接有滚珠丝杆螺母38，所述滚珠丝杆螺母38固定于下连接板32上，所述丝杆34底部连接有驱动
机构39。
23.电子枪1一半在真空室5外，一半在真空室5内；电子枪有单独的抽真空系统，电子枪与真空室安装连接部位进行密封处理的。
24.如图1～图4所示，红外加热灯管21上半部涂覆防护层23，防护层23确保红外加热灯管21的光线向下照射，避免光线向上照射，灯罩22覆盖红外加热灯管21上方，防止红外加热灯管21的红外线照射工件以外的区域，灯罩22中心区域的通孔221确保电子束可以达到焊缝区，加热装置2通过升降机构3进行高度可调，以确保加热装置2不与工件发生干涉并可自由调节加热高度。
25.本实用新型的使用原理：确认工件高度后调节升降机构3来调节加热装置2的高度，具体的，驱动机构39驱动丝杆34转动，驱动机构39可为电机驱动或者手动调节，进而滚珠丝杆螺母38带动下连接板32向上移动，进而通过连接板一4带动加热装置2移动，导杆33设置保证下连接板32连同下导套36一起向上移动，提高移动的平稳性；然后将工件送入真空室后抽真空，同时开启加热装置2来对工件进行预热，预热完成关闭加热装置2，通过电子枪1进行焊接，焊接完成最后再次开启加热装置2，对工件进行缓冷。
26.与传统的真空室外加热方案相比，本技术发明具有以下优势：
27.1.可实现加热完成立即施焊，避免因辅助工序操作引起工件降温从而未达到预热的效果；
28.2.加热与抽真空同时进行，可以缩短生产节拍；
29.3.焊接完可立即加热缓冷，避免因急冷导致工件开裂造成接头失效或报废；
30.4.在常温下实现装夹，降低搬运和装夹难度，避免引起烫伤事故。
31.5.该方案采用辐射加热方法，热量传递效率高，损失小；
32.6.本方案采用非接触式加热，加热距离可调，可适用于多种结构形式，且不影响焊接过程中工件位置变换。
33.作为进一步的实施例，所述灯罩22内部固定有垫块24，所述垫块24上固定有单边管夹25，所述红外加热灯管21设置于单边管夹25的凹槽26内。如图3所示，通过单边管夹25方便对红外加热灯管21的安装。
34.作为进一步的实施例，所述导杆33关于丝杆34对称设置有两组。通过两组导杆33提高升降平稳性。
35.作为进一步的实施例，所述防护层23为高温隔热涂层，采用高温隔热材料制成。
36.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。