CN110629134B - 铝合金真空钎焊炉的外循环冷却式快速气淬系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金真空钎焊炉的外循环冷却式快速气淬系统，解决了在不增加设备空间的前提下如何缩短气淬初始阶段时间的问题。在铝合金真空钎焊炉上设置外循环式冷却系统，使其成为真空钎焊与循环冷却气淬一体设备；在气淬启动前，将外循环冷却系统管道抽真空，再将高压惰性气体通入到外循环冷却系统的管路中；在气淬初始阶段，同时将惰性气体压力气罐和充满有高压惰性气体的外循环冷却系统管路中的惰性气体，同时充入到铝合金真空钎焊炉的加热室中；在铝合金真空钎焊炉的长方形加热室的冷却气体进气通道上，增设气体导流分流罩，起到气淬冷却气体能在长方形加热室中均匀地分配循环的作用，在气淬循环阶段提高铝合金件的气淬表面硬度均匀性。

Description

铝合金真空钎焊炉的外循环冷却式快速气淬系统

技术领域

本发明涉及一种铝合金真空钎焊炉，特别涉及一种对铝合金件进行真空钎焊后进行快速气淬的设备，适用于对航天、航空、船舶、汽车等领域的机箱、换热板、天线等铝合金件进行真空钎焊及气淬。

背景技术

铝合金真空钎焊主要分两个步骤，第一步是进行真空钎焊，第二步是对焊件进行气淬；真空钎焊是在真空钎焊炉中进行的，具体过程是：先将放入炉中的被焊接的铝合金件之间填入焊接钎料，关闭炉门后，对炉体进行抽真空和升温操作，在真空高温环境下，使钎料熔化，将两铝合金件连接在一起，完成钎焊；然后，进行焊件气淬工艺，现有的气淬设备有两种，一种是在真空钎焊炉中设置有内循环冷却式气淬系统，另一种是另外独立设置气淬设备；气淬具体过程是：将高压低温惰性气体快速通入到真空炉或另外的独立的气淬炉中，使其加热室的真空环境迅速变成带压的充满惰性气体的环境，当加热室的惰性气体的压力达到一定值后，启动循环风机，对加热室内的惰性气体进行循环，循环的惰性气体通过冷却系统进行降温冷却，实现对铝合金件的快速气淬，使铝合金件的温度，迅速地均匀地降低到规定的气淬结束工艺要求的温度，使铝合金表面硬度达到设计要求；实践证明：铝合金件表面硬度与气淬过程中铝合金件的温度下降速率有着密切的关系，温度下降速率越快，气淬的表面硬度就越高；铝合金件表面硬度的均匀性与气淬通入的冷却气体的均匀性有着密切的关系，通入到炉体内的惰性冷却气体的均匀性越好，气淬后的铝合金件表面硬度的均匀性也就越好。

若将气淬分阶段的话，大体可将气淬分成两个阶段，即气淬初始阶段和气淬循环阶段；现有的铝合金真空钎焊炉上设置有惰性气体充气接口，气淬操作时，在该接口上连接上充满惰性气体的压力气罐，惰性气体通过铝合金真空钎焊炉上的充气接口，进入到真空钎焊炉中对焊件进行气淬；由于铝合金真空钎焊炉上设置的充气接口，受铝合金真空钎焊炉设备体积容量的限制，该充气接口的内径尺寸不可能做得太大，气淬操作时，惰性气体压力气罐中的高压惰性气体通过该充气接口进入到炉体内并达到循环压力，需要一定的充气时间，即气淬初始阶段时间，气淬初始阶段所需的时间短，会有利于提高铝合金件的气淬表面硬度，如何在不增加现有设备体积的前题下，尽可能缩短气淬初始阶段的时间，成为现场需要研究解决的一个课题；另外，现有的铝合金真空钎焊炉的炉体内加热室一般为圆筒状，而有些被焊接的铝合金件必须要求炉体加热室为长方体形，但如何保证加热室为长方体形时，气淬冷却气体在加热室中能均匀地分配循环，以确保在气淬循环阶段焊接件的气淬质量，也是现场迫切需要解决的一个技术问题。

发明内容

本发明提供了一种铝合金真空钎焊炉的外循环冷却式快速气淬系统，解决了在不增加设备空间的前提下如何缩短气淬初始阶段时间和当铝合金真空钎焊炉的加热室为长方体形时在气淬循环阶段如何确保铝合金件气淬表面硬度质量的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思是：在铝合金真空钎焊炉上设置外循环式冷却系统，使其成为真空钎焊与循环冷却气淬一体设备；在气淬启动前，先将外循环冷却系统管道抽真空，再将高压惰性气体通入到外循环冷却系统的管路中；在气淬初始阶段，同时将惰性气体压力气罐和充满有高压惰性气体的外循环冷却系统管路中的惰性气体，同时充入到铝合金真空钎焊炉的加热室中，增大了冷却气体气量，达到缩短气淬初始阶段所用时间和迅速降低铝合金焊接件温度的目的；在铝合金真空钎焊炉的长方形加热室的冷却气体进气通道上，增设气体导流分流罩，起到使气淬冷却气体能在长方形加热室中均匀地分配并循环的作用，从而在气淬循环阶段提高铝合金件的气淬表面硬度均匀性。

一种铝合金真空钎焊炉的外循环冷却式快速气淬系统，包括真空炉体，在真空炉体上分别设置有真空抽气管和惰性高压气体接入口，在真空抽气管的另一端连接有抽真空系统，在惰性高压气体接入口上连接有惰性高压气体接入管，在惰性高压气体接入管的另一端连接有惰性高压气体储气罐，在真空炉体上分别设置有气淬循环气体输出口和气淬循环气体输入口，在气淬循环气体输出口上连接有气淬循环气体输出管，气淬循环气体输出管的另一端与两级水冷换热器的气体输入口连通在一起，两级水冷换热器的气体输出口与循环风机的入风口连接在一起，循环风机的出风口通过气淬循环气体输入管与气淬循环气体输入口连通在一起，在气淬循环气体输出管上设置有惰性高压气体分管接入口，在惰性高压气体分管接入口与惰性高压气体接入管之间连接有惰性高压气体接入分管。

在真空炉体内的长方体形加热室的顶面上均匀地设置有上进风口，在上进风口上连接有上进风分管，在真空炉体内的长方体形加热室的后侧面上均匀地设置有后进风口，在后进风口上连接有后进风分管，在真空炉体内的长方体形加热室的底面上均匀地设置有下进风口，在下进风口上连接有下进风分管，在真空炉体内的长方体形加热室的前侧面上均匀地设置有前进风口，在前进风口上连接有前进风分管，在气淬循环气体输入口与长方体形加热室之间连接有封闭的锥体状的风量分配空腔罩体，在封闭的锥体状的风量分配空腔罩体的内腔的右侧端面上固定设置有中心圆锥凸起，在中心圆锥凸起与锥体状的风量分配空腔罩体的内侧壁之间，等间隔弧度地设置有四片风车叶片状的集风板，两相邻的风车叶片状的集风板、中心圆锥凸起的外侧面与锥体状的风量分配空腔罩体的内侧壁之间，形成有风量分流室，上进风分管与上侧的风量分流室连通在一起，后进风分管与后侧的风量分流室连通在一起，下进风分管与下侧的风量分流室连通在一起，前进风分管与前侧的风量分流室连通在一起。

本发明的铝合金真空钎焊炉的外循环冷却式快速气淬系统

实现了铝合金产品在真空钎焊结束后可直接进行快速气淬，降低能耗，缩短工艺周期，降低设备成本，并保证了气淬质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明在气淬循环阶段惰性冷却循环气体的循环路径图；

图3是本发明的锥体状的风量分配空腔罩体16的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种铝合金真空钎焊炉的外循环冷却式快速气淬系统，包括真空炉体1，在真空炉体1上分别设置有真空抽气管2和惰性高压气体接入口12，在真空抽气管2的另一端连接有抽真空系统3，在惰性高压气体接入口12上连接有惰性高压气体接入管13，在惰性高压气体接入管13的另一端连接有惰性高压气体储气罐11，在真空炉体1上分别设置有气淬循环气体输出口8和气淬循环气体输入口4，在气淬循环气体输出口8上连接有气淬循环气体输出管9，气淬循环气体输出管9的另一端与两级水冷换热器7的气体输入口10连通在一起，两级水冷换热器7的气体输出口与循环风机6的入风口连接在一起，循环风机6的出风口通过气淬循环气体输入管5与气淬循环气体输入口4连通在一起，在气淬循环气体输出管9上设置有惰性高压气体分管接入口15，在惰性高压气体分管接入口15与惰性高压气体接入管13之间连接有惰性高压气体接入分管14。

抽真空系统3通过真空抽气管2对真空炉体1内的长方体形加热室18和整个外循环冷却系统进行抽真空，抽真空完成后，关闭气淬循环气体输出口8上的阀门和气淬循环气体输入口4，真空炉体1对长方体形加热室18中的铝合金件进行真空钎焊，与此同时，打开惰性高压气体接入分管14上的阀门，使惰性高压气体储气罐11与外循环冷却系统的管路连通，使外循环冷却系统的管路中充满惰性高压气体，然后，关闭惰性高压气体接入分管14上的阀门；当铝合金件真空钎焊完成后，进行气淬初始阶段时，同时打开惰性高压气体接入管13上通向真空炉体1内的长方体形加热室18的阀门和气淬循环气体输入口4上的阀门，使惰性高压气体储气罐11中的惰性高压气体和外循环冷却系统管路中的惰性高压气体，同时向长方体形加热室18通入，大大加大了气淬初始阶段真空炉中的惰性气体进气量，使焊接的铝合金件的温度迅速降低，提高了气淬初始阶段的气淬质量。

在真空炉体1内的长方体形加热室18的顶面上均匀地设置有上进风口，在上进风口上连接有上进风分管23，在真空炉体1内的长方体形加热室18的后侧面上均匀地设置有后进风口，在后进风口上连接有后进风分管24，在真空炉体1内的长方体形加热室18的底面上均匀地设置有下进风口，在下进风口上连接有下进风分管25，在真空炉体1内的长方体形加热室18的前侧面上均匀地设置有前进风口，在前进风口上连接有前进风分管26，在气淬循环气体输入口4与长方体形加热室18之间连接有封闭的锥体状的风量分配空腔罩体16，在封闭的锥体状的风量分配空腔罩体16的内腔的右侧端面上固定设置有中心圆锥凸起20，在中心圆锥凸起20与锥体状的风量分配空腔罩体16的内侧壁之间，等间隔弧度地设置有四片风车叶片状的集风板21，两相邻的风车叶片状的集风板21、中心圆锥凸起20的外侧面与锥体状的风量分配空腔罩体16的内侧壁之间，形成有风量分流室22，上进风分管23与上侧的风量分流室连通在一起，后进风分管24与后侧的风量分流室连通在一起，下进风分管25与下侧的风量分流室连通在一起，前进风分管26与前侧的风量分流室连通在一起。

当进入到气淬第二阶段，即气淬循环阶段，关闭惰性高压气体接入管13上的阀门，真空炉体1内的长方体形加热室18与外循环冷却系统，组成一个封闭的气淬循环系统，循环风机6将经过两级水冷换热器7冷却后的惰性高压气体送入到封闭的锥体状的风量分配空腔罩体16的左端入风口内，进入的风量被均匀地分配到风量分配空腔罩体16内的四个风量分流室22中，被分配到每个风量分流室22中的冷却气流通过在每个风量分流室上均布的一组进风分管进入到对应的长方体形加热室18的对应面上的进风口上，进入到长方体形加热室18中，对其中的铝合金焊接件进行气淬，经气淬加热后的惰性气流通过长方体形加热室18的左侧面上的出风口和右侧面上的出风口，再经气淬循环气体输出口8进入到气淬循环气体输出管9，通过气淬循环气体输出管9后进入到两级水冷换热器7中进行冷却，冷却后，被循环风机6吹到气淬循环气体输入管5中，再次进入到真空炉体1内的长方体形加热室18中，如此循环，完成铝合金件的气淬；本发明的封闭的锥体状的风量分配空腔罩体16的创新点还在于：风量分流室22中的中心圆锥凸起20外侧面对进入到风量分流室具有流线式导流的作用，使冷却风最大程度地进入到进风分管中，在中心圆锥凸起20外侧面上的四片风车叶片状的集风板21的上端设置有顺时针旋向的四个缺口，形成了对少量的未进入到进风分管中的冷却风量导入到邻近的风量分流室的作用，也起到了提高循环冷却风量的作用。

Claims (2)

1.一种铝合金真空钎焊炉的外循环冷却式快速气淬系统，包括真空炉体（1），在真空炉体（1）上分别设置有真空抽气管（2）和惰性高压气体接入口（12），在真空抽气管（2）的另一端连接有抽真空系统（3），在惰性高压气体接入口（12）上连接有惰性高压气体接入管（13），在惰性高压气体接入管（13）的另一端连接有惰性高压气体储气罐（11），其特征在于，在真空炉体（1）上分别设置有气淬循环气体输出口（8）和气淬循环气体输入口（4），在气淬循环气体输出口（8）上连接有气淬循环气体输出管（9），气淬循环气体输出管（9）的另一端与两级水冷换热器（7）的气体输入口（10）连通在一起，两级水冷换热器（7）的气体输出口与循环风机（6）的入风口连接在一起，循环风机（6）的出风口通过气淬循环气体输入管（5）与气淬循环气体输入口（4）连通在一起，在气淬循环气体输出管（9）上设置有惰性高压气体分管接入口（15），在惰性高压气体分管接入口（15）与惰性高压气体接入管（13）之间连接有惰性高压气体接入分管（14）。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金真空钎焊炉的外循环冷却式快速气淬系统，其特征在于，在真空炉体（1）内的长方体形加热室（18）的顶面上均匀地设置有上进风口，在上进风口上连接有上进风分管（23），在真空炉体（1）内的长方体形加热室（18）的后侧面上均匀地设置有后进风口，在后进风口上连接有后进风分管（24），在真空炉体（1）内的长方体形加热室（18）的底面上均匀地设置有下进风口，在下进风口上连接有下进风分管（25），在真空炉体（1）内的长方体形加热室（18）的前侧面上均匀地设置有前进风口，在前进风口上连接有前进风分管（26），在气淬循环气体输入口（4）与长方体形加热室（18）之间连接有封闭的锥体状的风量分配空腔罩体（16），在封闭的锥体状的风量分配空腔罩体（16）的内腔的右侧端面上固定设置有中心圆锥凸起（20），在中心圆锥凸起（20）与锥体状的风量分配空腔罩体（16）的内侧壁之间，等间隔弧度地设置有四片风车叶片状的集风板（21），两相邻的风车叶片状的集风板（21）、中心圆锥凸起（20）的外侧面与锥体状的风量分配空腔罩体（16）的内侧壁之间，形成有风量分流室（22），上进风分管（23）与上侧的风量分流室连通在一起，后进风分管（24）与后侧的风量分流室连通在一起，下进风分管（25）与下侧的风量分流室连通在一起，前进风分管（26）与前侧的风量分流室连通在一起。