CN109570724A - 一种具备超声波时效功能的真空焊接设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具备超声波时效功能的真空焊接设备及其使用方法，包括真空装置、焊接真空室、进料真空室、电子束焊装置、焊接工作台、氩弧焊装置、制氮装置及超声波时效装置；所述焊接真空室和进料真空室分别设有活塞密封板及升降密封板，所述电子束焊装置设在活塞密封板上，所述焊接工作台可180°翻转及360°旋转，所述氩弧焊装置可更换安装在活塞密封板上，所述制氮装置可为焊枪和焊件提供液氮进行冷却，所述超声波时效装置设在进料输送带上。本发明能够不间断连续进行生产，真空室体积能够根据焊件大小进行调整，焊件进入真空室前能够震落焊件的杂质，焊接完成后能够利用超声波时效去除焊件应力，延长焊接结构疲劳寿命，确保焊接质量。

Description

一种具备超声波时效功能的真空焊接设备及其使用方法

技术领域

本发明属于真空焊接技术领域，涉及一种具备超声波时效功能的真空焊接设备及其使用方法。

背景技术

现有的焊接设备中，存在爆炸焊接和真空焊接等多种技术，其中真空电子束焊接就是在真空环境下进行材料的焊接，电子束能焊接不同的金属及合金材料,尤其高难熔金属都能焊接，且焊接精度高，焊接大厚件效率更高，焊接出来的接头纯度高、焊缝纯净、光洁，呈镜面，无氧化等缺陷；但目前大型真空电子束焊由于抽真空时间长，大约需要10-15分钟，每次焊接时需要反复抽真空影响设备的生产效率，尤其焊接小型零件时无法连续进行焊接，其抽放真空时间严重影响生产效率；同时焊接时会产生焊接应力，导致焊件结构疲劳强度降低，此外，现有的焊接工艺中，存在需要切换使用氩弧焊设备进行交替焊接作业，焊接过程中造成大量的烟雾，严重的影响了焊接件的焊接质量和人员的身体健康。

因此，需要设计一种能够根据焊接件的大小调整真空室体积，以达到快速抽真空目的，同时能够进行连续焊接作业，并能切换使用氩弧焊的真空焊接设备来解决上述问题；并且设备能够对连续对焊枪进去冷却，消除焊接应力，提高焊接效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种具备超声波时效功能的真空焊接设备及其使用方法。设备包括包括真空装置、焊接真空室、进料真空室、电子束焊装置、焊接工作台、氩弧焊装置、制氮装置、设备支撑脚及超声波时效装置；真空装置分别连接到焊接真空室和进料真空室，焊接真空室内设有可以沿着横向导杆左右移动的活塞密封板，进料真空室内设有可升降的升降密封板，焊接真空室和进料真空室通过密封闸门隔开，活塞密封板上设有电子束焊装置，电子束焊装置可以随着活塞密封板左右移动，同时电子束焊装置可在活塞密封板上下、前后移动，氩弧焊装置可以更换安装在活塞密封板上，制氮装置可为焊枪和焊件提供液氮进行冷却和气淬，同时加热消除应力时提供氮气做保护气体，气淬后再传送出设备外进行超声波时效去应力，双重工序对焊件应力进行处理，使应力去除更加彻底；焊接工作台可实现180°翻转和360°旋转，配合焊接装置完成复杂焊接工作，并配套设有焊烟净化器，在焊接过程中能够处理焊烟，保证焊件的焊接质量和人员的身体健康。

本发明的技术方案如下：

一种具备超声波时效功能的真空焊接设备，包括真空装置、焊接真空室、进料真空室、电子束焊装置、焊接工作台、氩弧焊装置、制氮装置及设备支撑脚，所述真空装置设置在真空焊接设备右侧，所述真空装置设有真空管道，所述真空管道分别连接到焊接真空室和进料真空室，所述真空管道连接进焊接真空室前设有电磁阀Ⅰ，所述真空管道连接进进料真空室前设有电磁阀Ⅱ；所述制氮装置设在真空装置右侧，所述制氮装置包括制氮机和储氮罐，所述制氮机与储氮罐连接，所述储氮罐出口设有真空绝热输液管，所述真空绝热输液管分为两路，分别通过真空隔热输液软管连接到液氮状态分离器和气化器；所述焊接真空室包括横向导杆、活塞密封板及密封闸门，所述横向导杆设有四组，分别设置在焊接真空室的四个对角，所述横向导杆左端固定在密封闸门立柱上，所述闸门立柱与焊接真空室固定密封连接，所述横向导杆右端固定在反推档柱上，所述活塞密封板四个角分别穿过横向导杆，所述活塞密封板与焊接真空室滑动密封连接，所述活塞密封板中间位置固定连接在伸缩伺服液压缸的顶出端，所述伸缩伺服液压缸固定端固定在反推档柱上；所述密封闸门设在焊接真空室的左端，与焊接真空室上的闸门立柱滑动密封连接，所述密封闸门上端设有闸门升降丝杆，所述闸门升降丝杆连接到闸门伺服电机上，所述闸门伺服电机固定在闸门横杆上，所述闸门横杆两端固定在闸门立柱上，所述闸门横杆与闸门立柱组成一个龙门桥架；所述进料真空室设在焊接真空室左侧，并通过密封闸门与焊接真空室隔开，所述进料真空室顶部设有升降密封板，所述升降密封板与进料真空室滑动密封连接，所述升降密封板顶部中间位置固定连接在升降伺服液压缸的顶出端，所述升降伺服液压缸的固定端固定在横跨在进料真空室上的龙门桥架顶部位置，所述进料真空室左侧端面设有进料密封门，所述进料密封门通过铰链Ⅰ铰接在进料真空室上，所述进料密封门与进料真空室铰接位置上设有液压旋转闭门器，所述进料密封门侧端设有锁门杆，所述锁门杆上设有锁门销，所述锁门杆底部设有锁门液压缸，所述锁门销与设在进料真空室侧面上的锁门槽对应；所述进料真空室内部底面设有进料传送带Ⅰ，所述超声波时效装置设在进料真空室左侧，所述超声波时效装置包括输送带、超声波发生器和输送支撑架，所述输送带与进料传送带Ⅰ对应连接，所述输送支撑架上设有弹簧，所述弹簧上部固定有输送带，所述输送带两端侧面上设有两组换能器支架，所述换能器支架与输送带滑动套接，所述换能器支架两端固定有夹紧气缸，所述夹紧气缸从输送带底部穿过，所述换能器支架上设有超声波换能器，所述超声波换能器固定在换能器支架上，并伸入输送带上方，所述超声波换能器通过信号线与超声波发生器连接；所述焊接真空室和进料真空室通过真空装置进行抽真空，所述气化器在加热焊件时使液氮气化提供氮气加热保护，所述活塞密封板在焊接真空室内能够在伸缩伺服液压缸的动作下沿着横向导杆左右移动改变真空室体积大小，所述升降密封板在进料真空室内能够在升降伺服液压缸的作用下升降移动调整进料真空室体积大小，所述密封闸门能够在闸门伺服电机的带动下自动升降隔开焊接真空室和进料真空室，所述进料密封门能够在进料时自动开启，完成后自动关闭。

进一步的，所述电子束焊装置设在活塞密封板的内侧壁上，所述电子束焊装置包括法兰Ⅰ和焊枪冷却器，所述焊枪冷却器固定在法兰Ⅰ上，所述焊枪冷却器设有液氮进口Ⅰ和氮气出口Ⅰ，所述液氮进口Ⅰ和氮气出口Ⅰ分别连接到液氮状态分离器上，所述法兰Ⅰ与升降螺母副固定连接，所述升降螺母副上设有升降丝杆，所述升降丝杆穿过升降螺母副，两端通过丝杆座Ⅰ固定在横向滑板上，所述升降丝杆顶端连接有升降伺服电机，所述横向滑板右侧设有上下两组滑套，所述滑套套接在滑动导杆上，所述滑动导杆通过固定套固定在活塞密封板上，所述横向滑板连接有横移丝杆，所述横移丝杆两端通过丝杆座Ⅱ固定在活塞密封板上，所述横移丝杆端部设有横移伺服电机；所述电子束焊装置工作时通过液氮来进行冷却，延长焊枪使用寿命，所述电子束焊装置能够在活塞密封板上通过升降丝杆和横移丝杆上的升降伺服电机和横移伺服电机带动下进行上下、前后的移动，使焊接时更加灵活。

进一步的，所述焊接工作台包括立式导杆架、工作台架和冷却罩，所述立式导杆架设有四组，所述立式导杆架两端均滑动套接在横向导杆上，所述两组立式导杆架间通过横支架固定连接，所述横支架上下设有两组移动伺服液压缸，所述工作台架四端滑动套接在立式导杆架上，所述工作台架侧面与台面升降丝杆连接，所述台面升降丝杆底部固定连接有台面升降私服电机，所述工作台架上设有翻转台和旋转台，所述翻转台底部设有半圆齿轮，所述翻转台与工作台架通过铰链Ⅱ铰接，所述工作台架侧面固定有翻转电机，所述翻转电机输出设有翻转齿轮，所述翻转齿轮与半圆齿轮啮合；所述翻转台中间位置设有旋转轴，所述旋转轴顶部固定连接在旋转台上，所述旋转轴穿过翻转台，底部固定连接有旋转电机；所述冷却罩滑动套接在四组立式导杆架上，所述冷却罩呈倒喇叭形，且底部开口与翻转台尺寸对应，所述冷却罩顶部正中间位置设有冷却罩升降液压缸，所述冷却罩升降液压缸缸体端固定在横支架上，所述冷却罩顶部两端设有液氮中央分配器和伸缩波纹管，所述液氮中央分配器通过真空隔热分液软管连接到电磁喷头，所述电磁喷头设为四组均匀分布固定在冷却罩上，并伸进冷却罩内部，所述伸缩波纹管连接到设备壳体上的密封隔板接口处，所述液氮中央分配器连接到气化器上；所述焊接工作台可整体随着立式导杆架在升降私服电机的带动下进行升降，同时也可以在移动伺服液压缸的带动下左右进行移动，所述翻转台随着翻转电机转动带动半圆齿轮旋转进行180°翻转，所述旋转台在旋转电机带动下可进行360°旋转，以便于加工不同的焊缝，所述冷却罩可在冷却罩升降液压缸的带动下升降并完全罩住焊接工作台，气淬冷却时完全与焊接真空室隔绝，减小影响焊接真空室内的真空度，所述电磁喷头可控制液氮的喷射量，保证冷却均匀。

进一步的，所述氩弧焊装置包括焊机、焊烟净化器和焊枪，所述焊机和焊烟净化器均设在焊接真空室顶部，所述焊机包括焊枪连管和焊丝轮，所述焊枪连管通过设在活塞密封板上的通孔连接到焊枪上，所述焊丝轮固定在反推档柱上，所述焊丝轮上的焊丝通过设在活塞密封板上的通孔连接到焊枪上的焊丝进给轮；所述焊烟净化器设有抽烟管道，所述抽烟管道连接到焊接真空室中，所述抽烟管道与焊接真空室接口处设有密封隔板，所述密封隔板一端固定连接有隔板气缸，所述隔板气缸固定在焊接真空室顶部；所述焊枪设有法兰Ⅱ和焊枪冷却器Ⅱ，所述法兰Ⅱ与所述电子束焊装置端部上的法兰Ⅰ规格一致，所述焊枪冷却器Ⅱ上设有氩气接口、液氮进口及氮气出口，所述氩气接口连接到氩气喷嘴上，所述液氮进口Ⅱ和氮气出口Ⅱ分别连接到液氮状态分离器上，所述氩气喷嘴下方通过喷嘴支架固定有焊丝导套；所述氩弧焊装置的焊枪可以通过法兰Ⅱ安装在活塞密封板上，所述焊丝轮上安装有焊丝，在焊接时能够通过焊丝进给轮自动进给焊丝，所述焊烟净化器在焊接时能够通过抽烟管道抽取产生的旱烟进行处理，避免旱烟影响了焊接件的焊接质量和人员的身体健康，所述氩气喷嘴在焊接时可提供氩气保护，所述焊枪冷却器Ⅱ在焊接时通入液氮对焊枪进行冷却，延长焊枪使用寿命。

本发明的运行方法包括以下步骤：

1）当待焊件需要进料焊接时，根据待焊件的体积大小，焊接真空室启动伸缩伺服液压缸顶出活塞密封板沿着横向导杆左右移动，调整焊接真空室的体积大小，同时进料真空室上方的升降伺服液压缸向下顶出升降密封板调整进料真空室的体积大小；打开进料密封门，待焊件进到超声波时效装置上的输送带，夹紧气缸收缩带动能器支架上的超声波换能器顶住待焊件表面，超声波发生器启动产生低频超声波并传到超声波换能器作用到待焊件震落杂质，然后再传送到设在进料真空室底部的进料传送带Ⅰ上，液压旋转闭门器启动关闭进料密封门，并通过锁门销与锁门槽进行锁紧，此时焊接真空室和进料真空室整体均为密封状态，启动真空装置将焊接真空室和进料真空室抽成真空环境，打开密封闸门，传送待焊件进入到焊接真空室内的焊接工作台进行夹紧后启动电子束焊装置，根据焊接材料的不同调整加速电压在50～200KV间进行焊接，焊件在焊接工作台上可以前后进行翻转和旋转，并随焊接工作台上下、左右进行移动，电子束焊装置在升降丝杆和横移丝杆的带动下进行升降和横移，通过配合完成复杂的空间曲面进行焊接工作；

2）当需要连续进行焊接工作时，打开进料真空室的进料密封门，此时焊接真空室与进料真空室之间的密封闸门处于关闭密封状态，焊接真空室内进行连续焊接工作，制氮装置同时启动制造液氮，并通过真空绝热输液管输送液氮至焊枪冷却器Ⅰ中对电子束焊装置进行冷却工作；焊件物料则通过输送带进入进料真空室内，关闭进料密封门，并打开真空管道上的电磁阀Ⅱ对进料真空室进行抽真空，使进料真空室内的真空度与焊接真空室一致，当焊接真空室内的工件焊接完成后，打开连接进料真空室与焊接真空室间的密封闸门，传送待焊件进入焊接工作台，已完成焊接的工件则传送到进料真空室进行交换位置，然后关闭密封闸门，进料真空室泄压，打开进料密封门传送出焊接完成工件，以此进行循环连续焊接工作；

3）当需要消除工件焊接应力时，根据焊件材料的属性调整电子束焊装置的加速电压在5～150KV间对焊件进行整体加热，同时冷却罩升降液压缸顶下冷却罩到焊件上方，气化器启动把99.99%纯度液氮气化后进入液氮中央分配器并通过电磁喷头喷在焊接工作上进行氮气保护加热，使焊件整体加热更均匀；焊件加热到设定温度后电子束焊装置停止加热，冷却罩升降液压缸顶下冷却罩完全罩住焊件，气化器关闭，液氮进入液氮中央分配器并通过电磁喷头连续喷到加热的焊件上进行气淬冷却，液氮喷洒的同时旋转电机带动旋转台上的焊件旋转，使气淬冷却更加均匀稳定；焊件在气淬冷却的同时焊烟净化器启动，通过伸缩波纹管抽出气淬产生的热气，提高气淬冷却效果；气淬冷却完成后焊件传送出到设在进料真空室左侧超声波时效装置的输送带上，设在换能器支架上的超声波换能器在夹紧气缸的带动下，向中间滑动夹紧顶在焊件上，超声波发生器启动产生高频超声波使超声波换能器冲击到焊件表面；

4）当设备需要切换氩弧焊装置进行工作时，焊接真空室与进料真空室均打开泄压，伸缩伺服液压缸收缩带动活塞密封板沿着横向导杆右移，退出到焊接真空室外，拆卸法兰Ⅰ取出电子束焊装置，并在原有的工位换上连接有法兰Ⅱ的焊枪，焊机上的焊枪连管穿过通孔连接氩气接口，设在焊枪冷却器Ⅱ上的液氮进口Ⅱ和氮气出口Ⅱ通过真空隔热输液软管连接到液氮状态分离器上，焊丝轮上的焊丝也从通孔连接到焊丝进给轮穿过焊丝导套到达焊枪顶部位置；伸缩伺服液压缸顶出活塞密封板回到焊接真空室内，启动氩弧焊装置，焊接时冷却罩升降液压缸顶下冷却罩到焊件上方，启动焊烟净化器的隔板气缸缩回，焊接产生的烟雾通过伸缩波纹管连接抽烟管道吸进焊烟净化器进行处理，同时焊枪冷却器Ⅱ通入液氮对焊枪进行冷却。

与现有技术相比，本发明的优点：

1.本发明可根据待焊工件体积大小调整真空室的体积大小，不同规格的焊件使用不同体积的真空室进行工作，减少抽真空时间，提高生产效率。

2.本发明设有进料真空室和焊接真空室两个相连的真空室，中间使用密封闸门隔开，两个真空室均可调整体积大小，在焊接真空室进行作业时，进料真空室可以完成进料和抽真空工作，使焊接设备能够连续进行生产，减少抽真空的待机时间，提高生产效率。

3.本发明的焊接工作台可实现180°翻转和360°旋转，焊接工作台还可实现X轴移动和Z轴移动；焊接装置能够实现Y轴移动和Z轴移动，能够完成复杂空间曲面的焊接工作。

4.本发明可切换氩弧焊进行焊接工作，设备配备有焊烟净化器，在焊接过程中能够处理焊烟，保证焊件的焊接质量和人员的身体健康。

5.本发明配备有制氮装置，在连续焊接工作时能够利用液氮对焊枪进行冷却，避免焊枪过热影响工作效率和使用寿命，冷却效果极佳。

6.本发明在焊件焊接完成后可直接在真空室内进行真空热处理消除焊接应力，制氮装置制造的液氮通过转换可以在热处理加热阶段作为加热保护气体使用，使工件加热更加均匀，提高加热效率，同时液氮可以作为气淬冷却作用，其冷却效果为水冷的4倍，气淬冷却在密封地冷却罩内进行，较少破坏焊接真空室内的真空度，有效地提高了设备工作效率。

7.本发明在进料的输送带上设有超声波装置，进料时使用低频超声波震落焊件上的杂质，焊接完成后使用高频超声波时效作用在焊件表面去除焊接应力，与气淬组成双重消除应力，应力消除更加彻底，有效提高疲劳强度。

附图说明

图1是设备整体示意图。

图2是进料真空室左视图。

图3是密封闸门示意图。

图4是焊接真空室左视图。

图5是冷却罩示意图。

图6是焊接工作台示意图一。

图7是焊接工作台示意图二。

图8是氩弧枪示意图。

图9超声波时效装置示意图。

图中零部件名称及序号：

真空装置1、真空管道1.1、电磁阀Ⅰ1.2、电磁阀Ⅱ1.3、焊接真空室2、横向导杆2.1、活塞密封板2.2、伸缩伺服液压缸2.3、密封闸门2.4、密封闸门立柱2.5、闸门升降丝杆2.6、闸门伺服电机2.7、闸门横杆2.8、进料真空室3、升降密封板3.1、龙门桥架3.2、升降伺服液压缸3.3、进料传送带Ⅰ3.4、铰链Ⅰ3.5、液压旋转闭门器3.6、进料密封门3.7、锁门槽3.8、锁门杆3.9、锁门销3.10、锁门液压缸3.11、设备支撑脚4、反推档柱5、电子束焊装置6、法兰Ⅰ6.1、升降螺母副6.2、升降伺服电机6.3、升降丝杆6.4、丝杆座Ⅰ6.5、横向滑板6.6、滑套6.7、固定套6.8、滑动导杆6.9、横移伺服电机6.10、丝杆座Ⅱ6.11、横移丝杆6.12、焊枪冷却器6.13、液氮进口Ⅰ6.14、氮气出口Ⅰ6.15、焊接工作台7、立式导杆架7.1、台面升降丝杆7.2、台面升降私服电机7.3、移动伺服液压缸7.4、横支架7.5、旋转台7.6、旋转轴7.7、翻转台7.8、铰链Ⅱ7.9、半圆齿轮7.10、工作台架7.11、翻转齿轮7.12、翻转电机7.13、旋转电机7.14、冷却罩7.15、冷却罩升降液压缸7.16、液氮中央分配器7.17、伸缩波纹管7.18、电磁喷头7.19、氩弧焊装置8、焊机8.1、焊枪连管8.11、通孔8.12、焊丝轮8.13、焊烟净化器8.2、抽烟管道8.21、密封隔板8.22、隔板气缸8.23、焊枪8.3、液氮进口Ⅱ8.31、氩气接口8.32、法兰Ⅱ8.33、氮气出口8.34、氩气喷嘴8.35、焊丝导套8.36、喷嘴支架8.37、焊丝进给轮8.38、焊枪冷却器Ⅱ8.39、超声波时效装置9、输送支撑架9.1、弹簧9.2、输送带9.3、换能器支架9.4、超声波发生器9.5、信号线9.6、超声波换能器9.7、夹紧气缸9.8、制氮装置10、制氮机10.1、储氮罐10.2、真空绝热输液管10.3、液氮状态分离器10.4、真空隔热输液软管10.5、气化器10.7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例1：

一种具备超声波时效功能的真空焊接设备，包括真空装置1、焊接真空室2、进料真空室3、电子束焊装置6、焊接工作台7、氩弧焊装置8、制氮装置10、设备支撑脚4及超声波时效装置9，所述真空装置1设置在真空焊接设备右侧，所述真空装置1设有真空管道1.1，所述真空管道1.1分别连接到焊接真空室2和进料真空室3，所述真空管道1.1连接进焊接真空室2前设有电磁阀Ⅰ1.2，所述真空管道1.1连接进进料真空室3前设有电磁阀Ⅱ1.3；所述制氮装置10设在真空装置1右侧，所述制氮装置10包括制氮机10.1和储氮罐10.2，所述制氮机10.1与储氮罐10.2连接，所述储氮罐10.2出口设有真空绝热输液管10.3，所述真空绝热输液管10.3通过真空隔热输液软管10.5连接到液氮状态分离器10.4上；所述焊接真空室2包括横向导杆2.1、活塞密封板2.2及密封闸门2.4，所述横向导杆2.1设有四组，分别设置在焊接真空室2的四个对角，所述横向导杆2.1左端固定在密封闸门立柱2.5上，所述闸门立柱2.5与焊接真空室2固定密封连接，所述横向导杆2.1右端固定在反推档柱5上，所述活塞密封板2.2四个角分别穿过横向导杆2.1，所述活塞密封板2.2与焊接真空室2滑动密封连接，所述活塞密封板2.2中间位置固定连接在伸缩伺服液压缸2.3的顶出端，所述伸缩伺服液压缸2.3固定端固定在反推档柱5上；所述密封闸门2.4设在焊接真空室2的左端，与焊接真空室2上的闸门立柱2.5滑动密封连接，所述密封闸门2.4上端设有闸门升降丝杆2.6，所述闸门升降丝杆2.6连接到闸门伺服电机2.7上，所述闸门伺服电机2.7固定在闸门横杆2.8上，所述闸门横杆2.8两端固定在闸门立柱2.5上，所述闸门横杆2.8与闸门立柱2.5组成一个龙门桥架；所述进料真空室3设在焊接真空室2左侧，并通过密封闸门2.4与焊接真空室2隔开，所述进料真空室3顶部设有升降密封板3.1，所述升降密封板3.1与进料真空室3滑动密封连接，所述升降密封板3.1顶部中间位置固定连接在升降伺服液压缸3.3的顶出端，所述升降伺服液压缸3.3的固定端固定在横跨在进料真空室3上的龙门桥架3.2顶部位置，所述进料真空室3左侧端面设有进料密封门3.7，所述进料密封门3.7通过铰链Ⅰ3.5铰接在进料真空室3上，所述进料密封门3.7与进料真空室3铰接位置上设有液压旋转闭门器3.6，所述进料密封门3.7侧端设有锁门杆3.9，所述锁门杆3.9上设有锁门销3.10，所述锁门杆3.9底部设有锁门液压缸3.11，所述锁门销3.10与设在进料真空室3侧面上的锁门槽3.8对应；所述进料真空室3内部底面设有进料传送带Ⅰ3.4；所述超声波时效装置9设在进料真空室3左侧，所述超声波时效装置9包括输送带9.3、超声波发生器9.5和输送支撑架9.1，所述输送带9.3与进料传送带Ⅰ3.4对应连接，所述输送支撑架9.1上设有弹簧9.2，所述弹簧9.2上部固定有输送带9.3，所述输送带9.3两端侧面上设有两组换能器支架9.4，所述换能器支架9.4与输送带9.3滑动套接，所述换能器支架9.4两端固定有夹紧气缸9.8，所述夹紧气缸9.8从输送带9.3底部穿过，所述换能器支架9.4上设有超声波换能器9.7，所述超声波换能器9.7固定在换能器支架9.4上，并伸入输送带9.3上方，所述超声波换能器9.7通过信号线9.6与超声波发生器9.5连接。

所述电子束焊装置6设在活塞密封板2.2的内侧壁上，所述电子束焊装置6包括法兰Ⅰ6.1和焊枪冷却器6.13，所述焊枪冷却器6.13固定在法兰Ⅰ6.1上，所述焊枪冷却器6.13设有液氮进口Ⅰ6.14和氮气出口Ⅰ6.15，所述液氮进口Ⅰ6.14和氮气出口Ⅰ6.15分别连接到液氮状态分离器10.4上，所述法兰Ⅰ6.1与升降螺母副6.2固定连接，所述升降螺母副6.2上设有升降丝杆6.4，所述升降丝杆6.4穿过升降螺母副6.2，两端通过丝杆座Ⅰ6.5固定在横向滑板6.6上，所述升降丝杆6.4顶端连接有升降伺服电机6.3，所述横向滑板6.6右侧设有上下两组滑套6.7，所述滑套6.7套接在滑动导杆6.9上，所述滑动导杆6.9通过固定套6.8固定在活塞密封板2.2上，所述横向滑板6.6连接有横移丝杆6.12，所述横移丝杆6.12两端通过丝杆座Ⅱ6.11固定在活塞密封板2.2上，所述横移丝杆6.12端部设有横移伺服电机6.10。

所述焊接工作台7包括立式导杆架7.1、工作台架7.11和冷却罩7.15，所述立式导杆架7.1设有四组，所述立式导杆架7.1两端均滑动套接在横向导杆2.1上，所述两组立式导杆架7.1间通过横支架7.5固定连接，所述横支架7.5上下设有两组移动伺服液压缸7.4，所述工作台架7.11四端滑动套接在立式导杆架7.1上，所述工作台架7.11侧面与台面升降丝杆7.2连接，所述台面升降丝杆7.2底部固定连接有台面升降私服电机7.3，所述工作台架7.11上设有旋转台7.6，所述旋转台上设有旋转轴7.7，所述旋转轴7.7顶部固定连接在旋转台7.6上，底部固定连接有旋转电机7.14；所述冷却罩7.15滑动套接在四组立式导杆架7.1上，所述冷却罩7.15呈倒喇叭形，且底部开口与翻转台7.8尺寸对应，所述冷却罩7.15顶部正中间位置设有冷却罩升降液压缸7.16，所述冷却罩升降液压缸7.16缸体端固定在横支架7.5上，所述冷却罩7.15顶部两端设有液氮中央分配器7.17和伸缩波纹管7.18，所述液氮中央分配器7.17通过真空隔热分液软管7.20连接到电磁喷头7.19，所述电磁喷头7.19设为四组均匀分布固定在冷却罩7.15上，并伸进冷却罩7.15内部，所述伸缩波纹管7.18连接到设备壳体上的密封隔板8.22接口处，所述液氮中央分配器7.17与真空隔热输液软管10.5对接。

所述氩弧焊装置8包括焊机8.1、焊烟净化器8.2和焊枪8.3，所述焊机8.1和焊烟净化器8.2均设在焊接真空室2顶部，所述焊机8.1包括焊枪连管8.11和焊丝轮8.13，所述焊枪连管8.11通过设在活塞密封板2.2上的通孔8.12连接到焊枪8.3上，所述焊丝轮8.13固定在反推档柱5上，所述焊丝轮8.13上的焊丝通过设在活塞密封板2.2上的通孔8.12连接到焊枪8.3上的焊丝进给轮8.38；所述焊烟净化器8.2设有抽烟管道8.21，所述抽烟管道8.21连接到焊接真空室2中，所述抽烟管道8.21与焊接真空室2接口处设有密封隔板8.22，所述密封隔板8.22一端固定连接有隔板气缸8.23，所述隔板气缸8.23固定在焊接真空室2顶部；所述焊枪8.3设有法兰Ⅱ8.33和焊枪冷却器Ⅱ8.39，所述法兰Ⅱ8.33与所述电子束焊装置6端部上的法兰Ⅰ6.1规格一致，所述焊枪冷却器Ⅱ8.39上设有氩气接口8.32、液氮进口8.31及氮气出口8.34，所述氩气接口8.32连接到氩气喷嘴8.35上，所述液氮进口Ⅱ8.31和氮气出口Ⅱ8.34分别连接到液氮状态分离器10.4上，所述氩气喷嘴8.35下方通过喷嘴支架8.37固定有焊丝导套8.36。

本发明包括以下工作步骤：

当待焊件需要进料焊接时，根据待焊件的体积大小，焊接真空室2启动伸缩伺服液压缸2.3顶出活塞密封板2.2沿着横向导杆2.1左右移动，调整焊接真空室2的体积大小，同时进料真空室3上方的升降伺服液压缸3.3向下顶出升降密封板3.1调整进料真空室3的体积大小；打开进料密封门3.7，待焊件进到超声波时效装置9上的输送带9.3，夹紧气缸9.8收缩带动能器支架9.4上的超声波换能器9.7顶住待焊件表面，超声波发生器9.5启动产生低频超声波并传到超声波换能器9.7作用到待焊件震落杂质，然后再传送到设在进料真空室3底部的进料传送带Ⅰ3.4上，液压旋转闭门器3.6启动关闭进料密封门3.7，并通过锁门销3.10与锁门槽3.8进行锁紧，此时焊接真空室2和进料真空室3整体均为密封状态，启动真空装置1将焊接真空室2和进料真空室3抽成真空环境，打开密封闸门2.4，传送待焊件进入到焊接真空室2内的焊接工作台7进行夹紧后启动电子束焊装置6，根据焊接材料的不同调整加速电压在50～200KV间进行焊接，焊件在焊接工作台7上可以进行旋转，并随焊接工作台7上下、左右进行移动，电子束焊装置6在升降丝杆6.4和横移丝杆6.12的带动下进行升降和横移，通过配合完成复杂的空间曲面进行焊接工作；当需要连续进行焊接工作时，打开进料真空室3的进料密封门3.7，此时焊接真空室2与进料真空室3之间的密封闸门2.4处于关闭密封状态，焊接真空室2内进行连续焊接工作，制氮装置10同时启动制造液氮，并通过真空绝热输液管10.3输送液氮至焊枪冷却器Ⅰ6.13中对电子束焊装置6进行冷却工作；焊件物料则通过输送带9.3进入进料真空室3内，关闭进料密封门3.7，并打开真空管道1.1上的电磁阀Ⅱ1.3对进料真空室3进行抽真空，使进料真空室3内的真空度与焊接真空室2一致，当焊接真空室2内的工件焊接完成后，打开连接进料真空室3与焊接真空室2间的密封闸门2.4，传送待焊件进入焊接工作台7，已完成焊接的工件则传送到进料真空室3进行交换位置，然后关闭密封闸门2.4，进料真空室3泄压，打开进料密封门3.7传送出焊接完成工件，以此进行循环连续焊接工作；当需要消除工件焊接应力时，根据焊件材料的属性调整电子束焊装置6的加速电压在5～150KV间对焊件进行整体加热；焊件加热到设定温度后电子束焊装置6停止加热，冷却罩升降液压缸7.16顶下冷却罩7.15完全罩住焊件，气化器10.7关闭，液氮进入液氮中央分配器7.17并通过电磁喷头7.19连续喷到加热的焊件上进行气淬冷却，液氮喷洒的同时旋转电机7.14带动旋转台7.6上的焊件旋转，使气淬冷却更加均匀稳定；焊件在气淬冷却的同时焊烟净化器8.2启动，通过伸缩波纹管7.18抽出气淬产生的热气，提高气淬冷却效果；气淬冷却完成后焊件传送出到设在进料真空室3左侧超声波时效装置9的输送带9.3上，设在换能器支架9.4上的超声波换能器9.7在夹紧气缸9.8的带动下，向中间滑动夹紧顶在焊件上，超声波发生器9.5启动产生高频超声波使超声波换能器9.7冲击到焊件表面；当设备需要切换氩弧焊装置8进行工作时，焊接真空室2与进料真空室3均打开泄压，伸缩伺服液压缸2.3收缩带动活塞密封板2.2沿着横向导杆2.1右移，退出到焊接真空室2外，拆卸法兰Ⅰ6.1取出电子束焊装置6，并在原有的工位换上连接有法兰Ⅱ8.33的焊枪8.3，焊机8.1上的焊枪连管8.11穿过通孔8.12连接氩气接口8.32，设在焊枪冷却器Ⅱ8.39上的液氮进口Ⅱ8.31和氮气出口Ⅱ8.34通过真空隔热输液软管10.5连接到液氮状态分离器10.4上，焊丝轮8.13上的焊丝也从通孔8.12连接到焊丝进给轮8.38穿过焊丝导套8.36到达焊枪8.3顶部位置；伸缩伺服液压缸2.3顶出活塞密封板2.2回到焊接真空室2内，启动氩弧焊装置8，焊接时冷却罩升降液压缸7.16顶下冷却罩7.15到焊件上方，启动焊烟净化器8.2的隔板气缸8.23缩回，焊接产生的烟雾通过伸缩波纹管7.18连接抽烟管道8.21吸进焊烟净化器8.2进行处理，同时焊枪冷却器Ⅱ8.39通入液氮对焊枪进行冷却。

实施例2：

本实施例2同实施例1结构及原理基本相同，不同的是所述真空绝热输液管10.3连接到真空隔热输液软管10.5上，所述真空隔热输液软管10.5上设有气化器10.7，所述气化器10.7连接到液氮中央分配器7.17，在焊件在整体加热时，冷却罩升降液压缸7.16顶下冷却罩7.15到焊件上方，气化器10.7启动把99.99%纯度液氮气化后进入液氮中央分配器7.17并通过电磁喷头7.19喷在焊接工作上进行氮气保护加热，使焊件整体加热更均匀。

实施例3：

本实施例3同实施例1结构及原理基本相同，不同的是所述工作台架7.11上还设有翻转台7.8，所述翻转台7.8底部设有半圆齿轮7.10，所述翻转台7.8与工作台架7.11通过铰链Ⅱ7.9铰接，所述工作台架7.11侧面固定有翻转电机7.13，所述翻转电机7.13输出设有翻转齿轮7.12，所述翻转齿轮7.12与半圆齿轮7.10啮合，所述翻转台7.8能够在焊件时进行前后180°带动焊件翻转，以适应不同的焊缝。

实施例4：

本实施例4同实施例1结构及原理基本相同，不同的是所述真空绝热输液管10.3连接到真空隔热输液软管10.5上，所述真空隔热输液软管10.5上设有气化器10.7，所述气化器10.7连接到液氮中央分配器7.17，在焊件在整体加热时，冷却罩升降液压缸7.16顶下冷却罩7.15到焊件上方，气化器10.7启动把99.99%纯度液氮气化后进入液氮中央分配器7.17并通过电磁喷头7.19喷在焊接工作上进行氮气保护加热，使焊件整体加热更均匀；同时所述工作台架7.11上还设有翻转台7.8，所述翻转台7.8底部设有半圆齿轮7.10，所述翻转台7.8与工作台架7.11通过铰链Ⅱ7.9铰接，所述工作台架7.11侧面固定有翻转电机7.13，所述翻转电机7.13输出设有翻转齿轮7.12，所述翻转齿轮7.12与半圆齿轮7.10啮合，所述翻转台7.8能够在焊件时进行前后180°带动焊件翻转，以适应不同的焊缝形状。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种具备超声波时效功能的真空焊接设备，其特征在于：包括真空装置（1）、焊接真空室（2）、进料真空室（3）、电子束焊装置（6）、焊接工作台（7）、氩弧焊装置（8）、制氮装置（10）、设备支撑脚（4）及超声波时效装置（9），所述真空装置（1）设置在真空焊接设备右侧，所述真空装置（1）设有真空管道（1.1），所述真空管道（1.1）分别连接到焊接真空室（2）和进料真空室（3），所述真空管道（1.1）连接进焊接真空室（2）前设有电磁阀Ⅰ（1.2），所述真空管道（1.1）连接进进料真空室（3）前设有电磁阀Ⅱ（1.3）；所述制氮装置（10）设在真空装置（1）右侧，所述制氮装置（10）包括制氮机（10.1）和储氮罐（10.2），所述制氮机（10.1）与储氮罐（10.2）连接，所述储氮罐（10.2）出口设有真空绝热输液管（10.3），所述真空绝热输液管（10.3）分为两路，分别通过真空隔热输液软管（10.5）连接到液氮状态分离器（10.4）和气化器（10.7）；所述焊接真空室（2）包括横向导杆（2.1）、活塞密封板（2.2）及密封闸门（2.4），所述横向导杆（2.1）设有四组，分别设置在焊接真空室（2）的四个对角，所述横向导杆（2.1）左端固定在密封闸门立柱（2.5）上，所述闸门立柱（2.5）与焊接真空室（2）固定密封连接，所述横向导杆（2.1）右端固定在反推档柱（5）上，所述活塞密封板（2.2）四个角分别穿过横向导杆（2.1），所述活塞密封板（2.2）与焊接真空室（2）滑动密封连接，所述活塞密封板（2.2）中间位置固定连接在伸缩伺服液压缸（2.3）的顶出端，所述伸缩伺服液压缸（2.3）固定端固定在反推档柱（5）上；所述密封闸门（2.4）设在焊接真空室（2）的左端，与焊接真空室（2）上的闸门立柱（2.5）滑动密封连接，所述密封闸门（2.4）上端设有闸门升降丝杆（2.6），所述闸门升降丝杆（2.6）连接到闸门伺服电机（2.7）上，所述闸门伺服电机（2.7）固定在闸门横杆（2.8）上，所述闸门横杆（2.8）两端固定在闸门立柱（2.5）上，所述闸门横杆（2.8）与闸门立柱（2.5）组成一个龙门桥架；所述进料真空室（3）设在焊接真空室（2）左侧，并通过密封闸门（2.4）与焊接真空室（2）隔开，所述进料真空室（3）顶部设有升降密封板（3.1），所述升降密封板（3.1）与进料真空室（3）滑动密封连接，所述升降密封板（3.1）顶部中间位置固定连接在升降伺服液压缸（3.3）的顶出端，所述升降伺服液压缸（3.3）的固定端固定在横跨在进料真空室（3）上的龙门桥架（3.2）顶部位置，所述进料真空室（3）左侧端面设有进料密封门（3.7），所述进料密封门（3.7）通过铰链Ⅰ（3.5）铰接在进料真空室（3）上，所述进料密封门（3.7）与进料真空室（3）铰接位置上设有液压旋转闭门器（3.6），所述进料密封门（3.7）侧端设有锁门杆（3.9），所述锁门杆（3.9）上设有锁门销（3.10），所述锁门杆（3.9）底部设有锁门液压缸（3.11），所述锁门销（3.10）与设在进料真空室（3）侧面上的锁门槽（3.8）对应；所述进料真空室（3）内部底面设有进料传送带Ⅰ（3.4）；所述超声波时效装置（9）设在进料真空室（3）左侧，所述超声波时效装置（9）包括输送带（9.3）、超声波发生器（9.5）和输送支撑架（9.1），所述输送带（9.3）与进料传送带Ⅰ（3.4）对应连接，所述输送支撑架（9.1）上设有弹簧（9.2），所述弹簧（9.2）上部固定有输送带（9.3），所述输送带（9.3）两端侧面上设有两组换能器支架（9.4），所述换能器支架（9.4）与输送带（9.3）滑动套接，所述换能器支架（9.4）两端固定有夹紧气缸（9.8），所述夹紧气缸（9.8）从输送带（9.3）底部穿过，所述换能器支架（9.4）上设有超声波换能器（9.7），所述超声波换能器（9.7）固定在换能器支架（9.4）上，并伸入输送带（9.3）上方，所述超声波换能器（9.7）通过信号线（9.6）与超声波发生器（9.5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种具备超声波时效功能的真空焊接设备，其特征在于：所述电子束焊装置（6）设在活塞密封板（2.2）的内侧壁上，所述电子束焊装置（6）包括法兰Ⅰ（6.1）和焊枪冷却器（6.13），所述焊枪冷却器（6.13）固定在法兰Ⅰ（6.1）上，所述焊枪冷却器（6.13）设有液氮进口Ⅰ（6.14）和氮气出口Ⅰ（6.15），所述液氮进口Ⅰ（6.14）和氮气出口Ⅰ（6.15）分别连接到液氮状态分离器（10.4）上，所述法兰Ⅰ（6.1）与升降螺母副（6.2）固定连接，所述升降螺母副（6.2）上设有升降丝杆（6.4），所述升降丝杆（6.4）穿过升降螺母副（6.2），两端通过丝杆座Ⅰ（6.5）固定在横向滑板（6.6）上，所述升降丝杆（6.4）顶端连接有升降伺服电机（6.3），所述横向滑板（6.6）右侧设有上下两组滑套（6.7），所述滑套（6.7）套接在滑动导杆（6.9）上，所述滑动导杆（6.9）通过固定套（6.8）固定在活塞密封板（2.2）上，所述横向滑板（6.6）连接有横移丝杆（6.12），所述横移丝杆（6.12）两端通过丝杆座Ⅱ（6.11）固定在活塞密封板（2.2）上，所述横移丝杆（6.12）端部设有横移伺服电机（6.10）。

3.根据权利要求1所述的一种具备超声波时效功能的真空焊接设备，其特征在于：所述焊接工作台（7）包括立式导杆架（7.1）、工作台架（7.11）和冷却罩（7.15），所述立式导杆架（7.1）设有四组，所述立式导杆架（7.1）两端均滑动套接在横向导杆（2.1）上，所述两组立式导杆架（7.1）间通过横支架（7.5）固定连接，所述横支架（7.5）上下设有两组移动伺服液压缸（7.4），所述工作台架（7.11）四端滑动套接在立式导杆架（7.1）上，所述工作台架（7.11）侧面与台面升降丝杆（7.2）连接，所述台面升降丝杆（7.2）底部固定连接有台面升降私服电机（7.3），所述工作台架（7.11）上设有翻转台（7.8）和旋转台（7.6），所述翻转台（7.8）底部设有半圆齿轮（7.10），所述翻转台（7.8）与工作台架（7.11）通过铰链Ⅱ（7.9）铰接，所述工作台架（7.11）侧面固定有翻转电机（7.13），所述翻转电机（7.13）输出设有翻转齿轮（7.12），所述翻转齿轮（7.12）与半圆齿轮（7.10）啮合；所述翻转台（7.8）中间位置设有旋转轴（7.7），所述旋转轴（7.7）顶部固定连接在旋转台（7.6）上，所述旋转轴（7.7）穿过翻转台（7.8），底部固定连接有旋转电机（7.14）；所述冷却罩（7.15）滑动套接在四组立式导杆架（7.1）上，所述冷却罩（7.15）呈倒喇叭形，且底部开口与翻转台（7.8）尺寸对应，所述冷却罩（7.15）顶部正中间位置设有冷却罩升降液压缸（7.16），所述冷却罩升降液压缸（7.16）缸体端固定在横支架（7.5）上，所述冷却罩（7.15）顶部两端设有液氮中央分配器（7.17）和伸缩波纹管（7.18），所述液氮中央分配器（7.17）通过真空隔热分液软管（7.20）连接到电磁喷头（7.19），所述电磁喷头（7.19）设为四组均匀分布固定在冷却罩（7.15）上，并伸进冷却罩（7.15）内部，所述伸缩波纹管（7.18）连接到设备壳体上的密封隔板（8.22）接口处，所述液氮中央分配器（7.17）连接到气化器（10.7）。

4.根据权利要求1所述的一种具备超声波时效功能的真空焊接设备，其特征在于：所述氩弧焊装置（8）包括焊机（8.1）、焊烟净化器（8.2）和焊枪（8.3），所述焊机（8.1）和焊烟净化器（8.2）均设在焊接真空室（2）顶部，所述焊机（8.1）包括焊枪连管（8.11）和焊丝轮（8.13），所述焊枪连管（8.11）通过设在活塞密封板（2.2）上的通孔（8.12）连接到焊枪（8.3）上，所述焊丝轮（8.13）固定在反推档柱（5）上，所述焊丝轮（8.13）上的焊丝通过设在活塞密封板（2.2）上的通孔（8.12）连接到焊枪（8.3）上的焊丝进给轮（8.38）；所述焊烟净化器（8.2）设有抽烟管道（8.21），所述抽烟管道（8.21）连接到焊接真空室（2）中，所述抽烟管道（8.21）与焊接真空室（2）接口处设有密封隔板（8.22），所述密封隔板（8.22）一端固定连接有隔板气缸（8.23），所述隔板气缸（8.23）固定在焊接真空室（2）顶部；所述焊枪（8.3）设有法兰Ⅱ（8.33）和焊枪冷却器Ⅱ（8.39），所述法兰Ⅱ（8.33）与所述电子束焊装置（6）端部上的法兰Ⅰ（6.1）规格一致，所述焊枪冷却器Ⅱ（8.39）上设有氩气接口（8.32）、液氮进口（8.31）及氮气出口（8.34），所述氩气接口（8.32）连接到氩气喷嘴（8.35）上，所述液氮进口Ⅱ（8.31）和氮气出口Ⅱ（8.34）分别连接到液氮状态分离器（10.4）上，所述氩气喷嘴（8.35）下方通过喷嘴支架（8.37）固定有焊丝导套（8.36）。

5.根据权利要求1-4所述的一种具备超声波时效功能的真空焊接设备的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）当待焊件需要进料焊接时，根据待焊件的体积大小，焊接真空室（2）启动伸缩伺服液压缸（2.3）顶出活塞密封板（2.2）沿着横向导杆（2.1）左右移动，调整焊接真空室（2）的体积大小，同时进料真空室（3）上方的升降伺服液压缸（3.3）向下顶出升降密封板（3.1）调整进料真空室（3）的体积大小；打开进料密封门（3.7），待焊件进到超声波时效装置（9）上的输送带（9.3），夹紧气缸（9.8）收缩带动能器支架（9.4）上的超声波换能器（9.7）顶住待焊件表面，超声波发生器（9.5）启动产生低频超声波并传到超声波换能器（9.7）作用到待焊件震落杂质，然后再传送到设在进料真空室（3）底部的进料传送带Ⅰ（3.4）上，液压旋转闭门器（3.6）启动关闭进料密封门（3.7），并通过锁门销（3.10）与锁门槽（3.8）进行锁紧，此时焊接真空室（2）和进料真空室（3）整体均为密封状态，启动真空装置（1）将焊接真空室（2）和进料真空室（3）抽成真空环境，打开密封闸门（2.4），传送待焊件进入到焊接真空室（2）内的焊接工作台（7）进行夹紧后启动电子束焊装置（6），根据焊接材料的不同调整加速电压在50～200KV间进行焊接，焊件在焊接工作台（7）上可以前后进行翻转和旋转，并随焊接工作台（7）上下、左右进行移动，电子束焊装置（6）在升降丝杆（6.4）和横移丝杆（6.12）的带动下进行升降和横移，通过配合完成复杂的空间曲面进行焊接工作；

2）当需要连续进行焊接工作时，打开进料真空室（3）的进料密封门（3.7），此时焊接真空室（2）与进料真空室（3）之间的密封闸门（2.4）处于关闭密封状态，焊接真空室（2）内进行连续焊接工作，制氮装置（10）同时启动制造液氮，并通过真空绝热输液管（10.3）输送液氮至焊枪冷却器Ⅰ（6.13）中对电子束焊装置（6）进行冷却工作；焊件物料则通过输送带（9.3）进入进料真空室（3）内，关闭进料密封门（3.7），并打开真空管道（1.1）上的电磁阀Ⅱ（1.3）对进料真空室（3）进行抽真空，使进料真空室（3）内的真空度与焊接真空室（2）一致，当焊接真空室（2）内的工件焊接完成后，打开连接进料真空室（3）与焊接真空室（2）间的密封闸门（2.4），传送待焊件进入焊接工作台（7），已完成焊接的工件则传送到进料真空室（3）进行交换位置，然后关闭密封闸门（2.4），进料真空室（3）泄压，打开进料密封门（3.7）传送出焊接完成工件，以此进行循环连续焊接工作；

3）当需要消除工件焊接应力时，根据焊件材料的属性调整电子束焊装置（6）的加速电压在5～150KV间对焊件进行整体加热，同时冷却罩升降液压缸（7.16）顶下冷却罩（7.15）到焊件上方，气化器（10.7）启动把99.99%纯度液氮气化后进入液氮中央分配器（7.17）并通过电磁喷头（7.19）喷在焊接工作上进行氮气保护加热，使焊件整体加热更均匀；焊件加热到设定温度后电子束焊装置（6）停止加热，冷却罩升降液压缸（7.16）顶下冷却罩（7.15）完全罩住焊件，气化器（10.7）关闭，液氮进入液氮中央分配器（7.17）并通过电磁喷头（7.19）连续喷到加热的焊件上进行气淬冷却，液氮喷洒的同时旋转电机（7.14）带动旋转台（7.6）上的焊件旋转，使气淬冷却更加均匀稳定；焊件在气淬冷却的同时焊烟净化器（8.2）启动，通过伸缩波纹管（7.18）抽出气淬产生的热气，提高气淬冷却效果；气淬冷却完成后焊件传送出到设在进料真空室（3）左侧超声波时效装置（9）的输送带（9.3）上，设在换能器支架（9.4）上的超声波换能器（9.7）在夹紧气缸（9.8）的带动下，向中间滑动夹紧顶在焊件上，超声波发生器（9.5）启动产生高频超声波使超声波换能器（9.7）冲击到焊件表面；

4）当设备需要切换氩弧焊装置（8）进行工作时，焊接真空室（2）与进料真空室（3）均打开泄压，伸缩伺服液压缸（2.3）收缩带动活塞密封板（2.2）沿着横向导杆（2.1）右移，退出到焊接真空室（2）外，拆卸法兰Ⅰ（6.1）取出电子束焊装置（6），并在原有的工位换上连接有法兰Ⅱ（8.33）的焊枪（8.3），焊机（8.1）上的焊枪连管（8.11）穿过通孔（8.12）连接氩气接口（8.32），设在焊枪冷却器Ⅱ（8.39）上的液氮进口Ⅱ（8.31）和氮气出口Ⅱ（8.34）通过真空隔热输液软管（10.5）连接到液氮状态分离器（10.4）上，焊丝轮（8.13）上的焊丝也从通孔（8.12）连接到焊丝进给轮（8.38）穿过焊丝导套（8.36）到达焊枪（8.3）顶部位置；伸缩伺服液压缸（2.3）顶出活塞密封板（2.2）回到焊接真空室（2）内，启动氩弧焊装置（8），焊接时冷却罩升降液压缸（7.16）顶下冷却罩（7.15）到焊件上方，启动焊烟净化器（8.2）的隔板气缸（8.23）缩回，焊接产生的烟雾通过伸缩波纹管（7.18）连接抽烟管道（8.21）吸进焊烟净化器（8.2）进行处理，同时焊枪冷却器Ⅱ（8.39）通入液氮对焊枪进行冷却。