CN103111766A - 热电偶真空熔焊系统 - Google Patents

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贾军伟
张书锋
路润喜
柴昊
张明志
金光远
杨力
刘展
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Abstract

热电偶真空熔焊系统，该系统能够用于各种型号的热电偶丝在真空环境下的熔焊，通过抽真空排除空气以消除在对热电偶丝对接端实施熔焊时可能导致的热偶丝氧化反应，从而提高热电偶的热电效应性能，其特征在于，包括真空室，所述真空室内设置有热电偶丝夹具，所述热电偶丝夹具夹持热电偶丝对接端的对应位置设置有熔焊碳棒，所述熔焊碳棒连接进给运动装置，所述热电偶丝夹具连接熔焊电源的一极，所述熔焊碳棒连接所述熔焊电源的另一极。

Description

热电偶真空熔焊系统
技术领域
本发明涉及热电偶丝的焊接技术，特别是一种热电偶真空熔焊系统。
背景技术
热电偶焊接通常在大气环境下或有氧气组分的气体环境下进行，但是在对热电偶丝对接端实施焊接的瞬间，由于高温作用容易导致热偶丝发生氧化反应，从而影响热电偶的性能。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种热电偶真空熔焊系统，该系统能够用于各种型号的热电偶丝在真空环境下的熔焊，通过抽真空排除空气以消除在对热电偶丝对接端实施熔焊时可能导致的热偶丝氧化反应，从而提高热电偶的热电效应性能。
本发明的技术方案如下：
热电偶真空熔焊系统，其特征在于，包括真空室，所述真空室内设置有热电偶丝夹具，所述热电偶丝夹具夹持热电偶丝对接端的对应位置设置有熔焊碳棒，所述熔焊碳棒连接进给运动装置，所述热电偶丝夹具连接熔焊电源的一极，所述熔焊碳棒连接所述熔焊电源的另一极。
所述热电偶丝夹具与所述熔焊碳棒构成熔焊组件，所述熔焊碳棒作为所述熔焊组件的负极连接所述熔焊电源的负接线端，所述热电偶丝夹具作为所述熔焊组件的正极连接所述熔焊电源的正接线端。
所述真空室的侧壁上设置有航空插头，所述航空插头连接调压器，所述调压器将交流电转变为直流电，所述直流电即为所述熔焊电源。
所述真空室具有石英玻璃门，所述真空室分别连接真空表、抽真空的机械泵和为熔焊提供保护气体的气源装置，所述保护气体采用氩气。
所述热电偶丝夹具包括圆盘，所述圆盘上呈圆周分布着若干个夹持热电偶丝对接端的夹头，所述圆盘连接旋转运动装置。
所述旋转运动装置包括旋转杆，所述旋转杆表面具有绝缘层，所述旋转杆一端连接所述热电偶丝夹具的中部，另一端通过设置于所述真空室侧壁上的真空密封组件连接所述真空室外的圆分度表，并通过所述圆分度表连接旋转机构，所述绝缘层上设置有电刷，所述电刷分别连接所述熔焊电源的一极和所述热电偶丝夹具。
所述进给运动装置包括进给杆，所述进给杆一端通过绝缘套连接所述熔焊碳棒，另一端连接丝杠进给机构。
所述气源装置和所述机械泵均通过阀门连接所述真空室。
所述丝杠进给机构设置于所述真空室的外壁上。
所述进给杆伸出所述真空室的位置处设置有波纹管，所述进给杆从所述波纹管中穿越。
本发明技术效果如下：本发明的热电偶真空熔焊系统能够用于各种型号的热电偶丝在真空环境下的熔焊。以往热电偶焊接通常在大气环境下或有氧气组分的气体环境下，这是在热电偶的焊接瞬间由于高温作用容易导致热偶丝发生氧化反应，从而影响热电偶的性能。该装置通过真空除气可以消除氧化作用对热电偶的性能影响。以往的热电偶焊接装置通常只能一根一根的焊接，本装置可以实现多根热电偶的一批次焊接，大大提高工作效率。采用旋转机构和丝杠进给机构，并分别配有圆分度表和刻度尺，能够实现较为精确的控制，二者共同配合即可完成整个熔焊动作。同时，也方便后续技术改造过程，实现设备的自动化精确控制。
圆形热电偶夹具可方便实现分度和热电偶的夹持，通过螺母固定方便其安装与拆卸。真空密封组件采用多环胶圈密封，在保证转动顺畅的同时实现真空密封。组件内包含的螺纹结构亦可平衡旋转机构和夹具的重力。整套系统的便携性：系统主要部件尺寸不大，可放置在特制的移动支架上，从而保证整套系统的便携性和移动性。真空室门采用石英玻璃，在保证真空度的前提下，可以方便操作人员观察真空室内部情况，实现操作和观察同步性。
附图说明
图1是实施本发明的热电偶真空熔焊系统结构示意图。
附图标记列示如下：1-气源装置；2-真空室；3-真空表；4-电刷；5-绝缘层；6-真空密封组件；7-圆分度表；8-旋转机构；9-波纹管；10-丝杠进给机构；11-标尺；12-绝缘套；13-熔焊碳棒；14-航空插头；15-调压器；16-热电偶丝对接端；17-热电偶丝夹具；18-机械泵。
具体实施方式
下面结合附图（图1）对本发明进行说明。
图1是实施本发明的热电偶真空熔焊系统结构示意图。如图1所示，热电偶真空熔焊系统，包括真空室2，所述真空室2内设置有热电偶丝夹具17，所述热电偶丝夹具17夹持热电偶丝对接端16的对应位置设置有熔焊碳棒13，所述熔焊碳棒13连接进给运动装置，所述热电偶丝夹具17连接熔焊电源的一极，所述熔焊碳棒13连接所述熔焊电源的另一极。所述热电偶丝夹具17与所述熔焊碳棒13构成熔焊组件，所述熔焊碳棒13作为所述熔焊组件的负极连接所述熔焊电源的负接线端，所述热电偶丝夹具17作为所述熔焊组件的正极连接所述熔焊电源的正接线端。所述真空室2的侧壁上设置有航空插头14，所述航空插头14连接调压器15，所述调压器15将交流电转变为直流电，所述直流电即为所述熔焊电源。所述真空室2具有石英玻璃门，所述真空室2分别连接真空表3、抽真空的机械泵18和为熔焊提供保护气体的气源装置1，所述保护气体采用氩气。所述热电偶丝夹具17包括圆盘，所述圆盘上呈圆周分布着若干个夹持热电偶丝对接端的夹头，所述圆盘连接旋转运动装置。所述旋转运动装置包括旋转杆，所述旋转杆表面具有绝缘层5，所述旋转杆一端连接所述热电偶丝夹具17的中部，另一端通过设置于所述真空室侧壁上的真空密封组件6连接所述真空室2外的圆分度表7，并通过所述圆分度表7连接旋转机构8，所述绝缘层5上设置有电刷4，所述电刷4分别连接所述熔焊电源的一极和所述热电偶丝夹具17。所述进给运动装置包括进给杆，所述进给杆一端通过绝缘套12连接所述熔焊碳棒13，另一端连接丝杠进给机构10。所述气源装置1和所述机械泵18均通过阀门连接所述真空室2。所述丝杠进给机构10设置于所述真空室2的外壁上。所述进给杆伸出所述真空室2的位置处设置有波纹管9，所述进给杆从所述波纹管9中穿越。
热电偶真空熔焊系统主要用于各种型号的热电偶丝在真空环境下的熔焊。工作过程中，真空室提供热电偶焊接所需的无氧环境，气源系统中的Ar作为保护气体。热偶丝通过连接在旋转机构上的圆盘形热电偶丝夹具放置在真空室中，熔焊过程所需的碳棒也放置在真空室内，整个熔焊过程通过碳棒进给运动装置和热电偶丝的旋转运动装置配合完成，实现方式可以为手动旋钮控制。
热电偶真空熔焊系统分为三个部分，真空系统、电路系统和动作组件。真空系统由真空室和机械泵组成，配合保护气Ar，为熔焊过程提供所需的无氧环境；电路系统由调压器、碳棒以及航空插头组成，为实现熔焊提供所需的电能；动作组件由旋转机构和丝杠机构组成，配合实现熔焊动作。
真空室主要为熔焊过程提供一个无氧环境。机械泵为真空室提供真空环境，采用一台机械泵就已经可以满足要求。气源采用Ar，作为熔焊过程中的保护气体。真空密封组件采用特有的多环胶圈密封，与真空室上的法兰配合，实现真空动密封。在圆盘形的热电偶丝夹具上，按照圆的分度可以设置多个热电偶丝夹头，方便一次性安装多组热电偶，且采用螺母连接的方式固定在旋转机构的杆上，方便安装拆卸。旋转机构是控制热电偶动作的机构，采用该机构的优点是：配合圆分度表，可以较为精确的控制热电偶丝夹具转动的角度，在真空室中更容易确定和控制热电偶丝和碳棒的相对位置，方便完成二者的瞬间接触过程，实现熔焊动作。电刷将调压器正接线端的电流引入热电偶丝夹具上。丝杠进给机构在保证真空密封性的同时，配合安装在丝杠机构上的刻度尺，能够方便精确地调节碳棒的高度，实现与旋转机构运动的配合。碳棒作为熔焊组件的负极使用。航空插头用来把热电偶和碳棒的电信号引出真空室，接至调压器。航空插头有真空密封的要求，用氦质谱检漏仪进行检漏。调压器将交流电转变为直流电，用于熔焊。
实施本发明能够实现以下创新点：1.以往的热电偶焊接装置通常只能一根一根的焊接，本装置可以实现多根热电偶的一批次焊接，大大提高工作效率。2.以往热电偶焊接通常在大气环境下或有氧气组分的气体环境下，这是在热电偶的焊接瞬间由于高温作用容易导致热偶丝发生氧化反应，从而影响热电偶的性能。该装置通过真空除气可以消除氧化作用对热电偶的性能影响。3.采用旋转机构和丝杠进给机构，并分别配有圆分度表和刻度尺，能够实现较为精确的控制，二者共同配合即可完成整个熔焊动作。同时，也方便后续技术改造过程，实现设备的自动化精确控制。4.圆形热电偶夹具可方便实现分度和热电偶的夹持，通过螺母固定方便其安装与拆卸。5.真空密封组件采用多环胶圈密封，在保证转动顺畅的同时实现真空密封。组件内包含的螺纹结构亦可平衡旋转机构和夹具的重力。6.整套系统的便携性：系统主要部件尺寸不大，可放置在特制的移动支架上，从而保证整套系统的便携性和移动性。7.真空室门采用石英玻璃，在保证真空度的前提下，可以方便操作人员观察真空室内部情况，实现操作和观察同步性。
在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (10)

1.热电偶真空熔焊系统，其特征在于，包括真空室，所述真空室内设置有热电偶丝夹具，所述热电偶丝夹具夹持热电偶丝对接端的对应位置设置有熔焊碳棒，所述熔焊碳棒连接进给运动装置，所述热电偶丝夹具连接熔焊电源的一极，所述熔焊碳棒连接所述熔焊电源的另一极。
2.根据权利要求1所述的热电偶真空熔焊系统，其特征在于，所述热电偶丝夹具与所述熔焊碳棒构成熔焊组件，所述熔焊碳棒作为所述熔焊组件的负极连接所述熔焊电源的负接线端，所述热电偶丝夹具作为所述熔焊组件的正极连接所述熔焊电源的正接线端。
3.根据权利要求1所述的热电偶真空熔焊系统，其特征在于，所述真空室的侧壁上设置有航空插头，所述航空插头连接调压器，所述调压器将交流电转变为直流电，所述直流电即为所述熔焊电源。
4.根据权利要求1所述的热电偶真空熔焊系统，其特征在于，所述真空室具有石英玻璃门，所述真空室分别连接真空表、抽真空的机械泵和为熔焊提供保护气体的气源装置，所述保护气体采用氩气。
5.根据权利要求1所述的热电偶真空熔焊系统，其特征在于，所述热电偶丝夹具包括圆盘，所述圆盘上呈圆周分布着若干个夹持热电偶丝对接端的夹头，所述圆盘连接旋转运动装置。
6.根据权利要求5所述的热电偶真空熔焊系统，其特征在于，所述旋转运动装置包括旋转杆，所述旋转杆表面具有绝缘层，所述旋转杆一端连接所述热电偶丝夹具的中部，另一端通过设置于所述真空室侧壁上的真空密封组件连接所述真空室外的圆分度表，并通过所述圆分度表连接旋转机构，所述绝缘层上设置有电刷，所述电刷分别连接所述熔焊电源的一极和所述热电偶丝夹具。
7.根据权利要求1所述的热电偶真空熔焊系统，其特征在于，所述进给运动装置包括进给杆，所述进给杆一端通过绝缘套连接所述熔焊碳棒，另一端连接丝杠进给机构。
8.根据权利要求4所述的热电偶真空熔焊系统，其特征在于，所述气源装置和所述机械泵均通过阀门连接所述真空室。
9.根据权利要求7所述的热电偶真空熔焊系统，其特征在于，所述丝杠进给机构设置于所述真空室的外壁上。
10.根据权利要求9所述的热电偶真空熔焊系统，其特征在于，所述进给杆伸出所述真空室的位置处设置有波纹管，所述进给杆从所述波纹管中穿越。
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