CN201020583Y - 氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置，属于氮气保护钎焊炉前级预热净化装置。技术方案为：包括预热净化装置腔，预热净化装置腔体的腔壁包括内层和外层，在净化装置腔壁内靠近内层处设有加热带，在加热带与保温层之间设有氮气管道，氮气管道的入口与氮气发生装置相连，氮气管道的出口与钎焊室相连，在炉门与预热净化装置腔体之间设有间隙，使得钎焊室的热氮气能够通过间隙进入预热净化室，工件位于预热净化装置腔内。本实用新型利用炉门与预热净化装置腔体的间隙，使得钎焊区溢出的氮气进入预热净化区从而使得氮气再次得到利用工件得到净化。将用于向钎焊区输送氮气的氮气管道放置于预热净化装置的腔壁内，降低了能耗和成本。

Description

氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种氮气保护钎焊炉前级预热净化装置，尤其涉及一种氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置。

背景技术

铝钎焊炉是将铝换热器各零部件进行有效连接的一种设备。是利用铝钎料Al-Si的合金熔点低于部件Al金属材料熔点的这一特性进行焊接的。钎料通常置于需要连接部位的焊接面附近或里面，在部件与焊接面之间及表面涂有钎焊剂，安装干燥后，部件在一定的惰性气体气氛的保护下加热至钎焊合金熔融而部件金属不熔化的温度，同时钎焊剂打破铝的氧化膜，让其熔融金属与不熔化金属之间进行表面扩散，冷却后，钎料金属就会与部件接触面之间形成金属结合。

由于气体保护焊接净化区的温度通常处于350-450℃，并且需要大量的氮气取得净化效果；此外，钎焊区需要大量的氮气保证焊接气氛，如果常温氮气不经预热，容易使得焊接区温度稳定性变差，从而导致焊接不良。如果采用单独预热的方法，势必增加成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种低成本、工件净化效果好并能同时对钎焊区所需氮气进行预热的氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置。

本实用新型的进一步目的是提供一种预热效果好的氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置，包括预热净化装置腔9，预热净化装置腔体9的腔壁包括内层91和外层92，其间设有保温层93，在净化装置腔壁内靠近内层91处设有加热带6，在加热带6与保温层93之间设有氮气管道11，氮气管道11的入口14与氮气发生装置相连，氮气管道11的出口与钎焊室搅拌装置相连，在预热净化装置与钎焊室的接口处设有炉门13，炉门13与预热净化装置腔体9之间设有间隙10，使得钎焊室的热氮气能够通过间隙10进入预热净化室，处于链条板4上的工件5位于预热净化装置腔内。

本技术方案中，预热净化室氮气补偿供气装置a位于炉门13内侧。氮气管道11在预热净化装置上部电加热器的外侧最上层，保温层内侧并按一定的换热要求布置并列。在预热净化装置与干燥装置的接口处设有金属帘8或气动炉门。炉门为气动炉门。加热带6由电阻丝组成，电阻丝被均匀弯曲后由耐热绝缘子固定在可拉出的抽屉架上。在氮气管道11的进口设有进入预热净化腔体的支出口，该口冷端设有流量计、自动控制和手动控制阀门。发明原理：氮气保护钎焊炉间歇炉各工作段结构功能介绍。

1、加热干燥室：

干燥室内部由热风循环控温加热系统组成。管状电加热器与内循环风机、数字式温控仪、固态继电器(或温控模块)组成连锁加热控制系统。干燥室上端装有排气口，与外接排风机管道相连。干燥室底部装有钎剂粉尘收集盘，可从侧面拆卸，定期清除室内垃圾。入口端装金属帘，外侧装有工件高度限制器，与传动急停、报警连锁工作；出口端与净化室相接，可将净化室排出的氮气再次循环利用后与水蒸气一起排出干燥室外。

2、净化室：

室内外层均为不锈钢制造，两套温控仪分别控制马弗腔外的两套辐射式加热器的温度，外部设有保温层，骨架为型钢结构。跨越工件的两端，内装有金属幕帘，出口端装有气动门，可根据运行要求调整和自动开闭，入口与干燥室相连，可将净化利用后排出的热氮气流经干燥室再次利用。工件停在其间时，净化室内设有的可调节充氮气装置以及利用钎焊段排出的热氮气流对工件进行净化，以提高热能转换和氮气的利用率。

3、钎焊段：

本段工作腔是由密闭双层马弗堂与两个电加热区内和两个内循环风机构成，炉膛两端设有气动门，可根据运行要求调整入口的间隙和自动开闭状态。结构全为耐热不锈钢制造，保温层厚度约400mm，最高工作温度达700℃，为了便于维护和提高热效率，上部采用插入内置式高温电热棒进行加热调温，分成两个温度控制区(以提高控温精度)，加热器适当布置在传动带与工件的上方；下方在炉体外侧装有两组辐射式电加热器，并且由两套控温组件连锁控制，使之更好地利用电热器对工件直接辐射的加热效果和控温性能。在充氮气加热的过程中，采用了两台低噪音内热循环风机进行强制性的气氛对流换热，以提高各点温度、气氛的均匀性。

每支电热棒的两端口装有密封垫圈锁紧螺母，以保氮气在工作中的可靠性能和维修更换的方便。

钎焊室底部装有两个钎焊残渣清除口，可从侧面拆卸，定期清除内部残余物。

钎焊区氮气进入装置采用了通过在净化预热室预热后，再注入两台低噪音内热循环风机搅拌混合进入炉腔，以保证钎焊的过程中不影响炉内的温度稳定性和气氛的均匀性。氮气的使用中由流量计、手动调整阀、电磁阀等组成流量观测、控制系统；由一套取样泵，微氧量分析仪器组成气氛浓度检测系统。两个系统互动可以有效地控制质量工艺要求和最佳耗气生产成本。

4、水冷室：

由双层不锈钢结构组成，炉腔从中穿过形成冷却水套，出口端装有金属风幕帘和气动门，可根据运行要求自动开闭，门外侧装有集气罩(接入排气管路)。

室内由三个部分组成。第一部分为：水套室内壁环境与热工件的对流换热；第二部分为：水冷却室内循环风机与水冷管式热交换器组合，增强换热；第三部分为：冷的氮气气幕补偿气氛。水冷却室由一个进水口和一个溢流口，组成供排水路。结构特点：提高了换热效果，缩短了冷却时间，内循环风机与冷却水系统的可调节性，能使降温曲线变得可调。在工件运行出炉时，氮气供给系统能自动改变炉内的氮气供应量来改变炉内氮气压差的同时，首先是冷氮气气幕对工件气冷，尔后再自动延时减少氮气调节供应量，以保证工件在传动和冷却过程中的气氛要求。内循环风机可根据工件的冷却要求全程变速、定时开闭，为工件的冷却环境要求提供了机动可靠的操作条件。

5、空气冷却室：

室内主要是由吹风机和排风机构成单向气流并排出室外。过程是将在气氛中冷却的工件运行到空气中进行强制冷却到接近环境温度，并将换出的热量与废气排出室外，便于卸除工件工序的操作。

6、上、下工件段：

分别为最大工件提供足够的敞开式工作面，由自循环传动带、型钢结构组成。

7、传动装置：

装置由上工件、干燥、预热、钎焊、水冷却段、风冷室与下工件段两条传动带构成串联同步运行机构，主要驱动力是三相异步电机与减速机组成的减速机构，由电气控制运行。运行线速度可在1000～2000mm/min范围内设定，并可根据需要设定为均变速升速起动，到均匀变速减速停止状态。根据需要可显示电机工作频率，传动带的运行实际线速度，还可设定电机过载(力矩)保护状态的操作系统。

8、炉体线胀的处理：

设备的炉体在常温状态与工作温度不同的变化过程中，有不同程度的热胀冷缩的长度变化量，会影响节拍运行误差和炉体某些部位变形妨碍正常工作。因此，设备装置了线胀系数助动、滑动消除装置。主要由滑动架、助动汽缸组成。

9、温度控制系统：

干燥区由一套数字温控仪及温度传感器，与一台内热循环风机与电加热器组成温度连锁控制电路；净化预热区的上、下两部，分别由两套数字温控仪及温度传感器与两个电热箱组成温度连锁控制电路；钎焊区由两套数字温控仪及温度传感器与两台内循环风机与两区电加热器组成温度连锁控制电路，分别控制钎焊区内两端温度调节。电热调节采用可控硅调压模块输入仪表温度PID4～20mA连续信号进行控制加热器的连续电流量，来达到控制、稳定工作温度。

10、报警系统：

钎焊炉的各温控点温度的上、下限报警，水压及流量、压缩空气压力、氮气压力报警、微氧量检测范围报警、各路电机过载报警，工件限位报警等，能通过控制操作屏直观指示报警点的区域位置。

本实用新型获得如下有益技术效果：

1.本实用新型在工件被进一步预热和干燥(温度为350-450摄氏度)的情况下，利用炉门与预热净化装置腔体的间隙，使得钎焊区的多余的氮气进入预热净化区从而使得工件得到净化，氧含量得到降低。另外，为保证不同的净化质量要求，预热净化室还设有氮气补偿供气装置。

2.本实用新型将用于向钎焊区输送的氮气，通过管式氮气预热交换器，放置于预热净化装置上部电加热器的外侧最上层，保温层内侧。当加热器一侧对预热净化装置腔壁向内加温和控温的同时另一侧对管式氮气预热交换器也得到了温度，从而使得氮气得到了预热，不需要用其他加热装置对氮气进行预热，降低了能耗和成本。

3.本实用新型通过管道在预热净化装置加热器上部多管并列排部，使氮气的流动热交换面增加，与多管串列排部相比大大减低了氮气流程和气体热膨胀所增加管内压的破坏力。从而使得氮气的预热充分而安全。

4.本实用新型在预热净化装置与干燥装置的接口处设有金属帘8，一方面使得干燥室内的气体不易进入净化室(当干燥室内的气压升高时，多余的气体通过排气口排出，而金属帘的排部较密，帘子内侧的气压高于外侧，因此，帘子缝隙中向外的气体流速加快，阻碍了外侧干燥区的气体向内扩散交换起了关键作用，使得净化区内气氛浓度不断提高，增加了净化效果。另一方面，当净化室内的气压升高时，热气体通过相对较软的金属帘8进入干燥室，从而避免因采用笨重的炉门封闭，简化了结构。通常净化室内的气体的温度(高于350摄氏度)比干燥室内的温度(低于240摄氏度)高的多，而净化室内出来的热氮气体进入干燥室会增加干燥的效果，并且提前进入类似“预净化”的效果。因而通过设置金属帘8，有效的利用了净化室排出的热废气，节约了能源。相对于设置笨重的炉门而言，采用金属帘，方案更简单，成本更低，预热净化效果更好。

附图说明

图1是本实用新型横截面(沿传动链传动方向)图

图2是本实用新型氮气管道俯视示意图。

具体实施方式

实施例1

一种氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置，包括预热净化装置腔9，预热净化装置腔体9的腔壁包括内层91和外层92，其间设有保温层93，在净化装置腔壁内靠近内层91处设有加热带6，在加热带6与保温层93之间设有氮气管道11，氮气管道11的入口14与氮气发生装置相连，氮气管道11的出口与钎焊室搅拌装置相连，在预热净化装置与钎焊室的接口处设有炉门13，炉门13与预热净化装置腔体9之间设有间隙10，使得钎焊室的热氮气能够通过间隙10进入预热净化室，处于链条板4上的工件5位于预热净化装置腔内。

本技术方案中，预热净化室氮气补偿供气装置a位于炉门13内侧。氮气管道11在预热净化装置上部电加热器的外侧最上层，保温层内侧并按一定的换热要求布置并列。在预热净化装置与干燥装置的接口处设有金属帘8或气动炉门。炉门为气动炉门。加热带6由电阻丝组成，电阻丝被均匀弯曲后由耐热绝缘子固定在可拉出的抽屉架上。在氮气管道11的进口设有进入预热净化腔体的支出口，该口冷端设有流量计、自动控制和手动控制阀门。

氮气保护钎焊炉间歇炉主要技术指标及参数(其中一种规格)

外形尺寸：长16500×宽2400×高2400；钎焊室截面尺寸：宽1200×高350；

最大输入空间截面：宽1050×高250；电力配备：250kw  380V 50Hz；动力：10kw；干燥加热段：60kw

净化预热段：60kw；加热钎焊段：120kw

温度范围：

①干燥加热段：150~250℃，max 300℃

②净化预热段：300~450℃，max 500℃

③加热钎焊段：580~650℃，max 700℃

钎焊段控温偏差：≤5℃；首次预热时间：≥120min；工件传动速度：

1000-2000mm/min  (变频调速，参考值)；传动方式：链带计数传动，节距：76.2mm(3英寸)；工作方式：周期(间歇)式传动：(工作环境温度5~35℃)；周期时间范围：5~35min/次  (按实际工艺要求)；节拍距离：2450mm；氮气消耗：50~80m3/h(供气压力：0.1~0.2MPa恒压)；氮气要求：纯度：＞99.999％：露点：-62℃；冷却水消耗：4~8 m³/h(软化水，水温10~25℃。用户可自备循环冷却装置，水质要求可参照GB10067.1-88标准。)；压缩空气：0.6~0.8MPa操作流程及原理简介

首先按操作要求，检查水、电气各路是否正常，钎焊炉预热约120分钟达到600℃以上的工艺钎焊温度，升温同时将充氮气系统打开工作至氧含量低于50ppm以下。干燥室工作约20～30分钟以达到工艺干燥温度150～200℃。(工件进炉前应用转换固定定时功能开关启动，  或用相当的废工件或金属压炉启动，详细操作另见说明)接着就可以进行以下的操作。

1、上件：

将按工艺要求组装好的散热器芯体(以下简称工件)，经过钎剂喷淋和高压风吹除多余的带水焊剂，而后，再将工件移入钎焊炉的上件端的传动带上，以中心定出的标记或不超出定位检测器的限位报警位置。

2、干燥：

工件在上料段经定时自动运行至干燥室，并停留在干燥室进行加热干燥，使工件上的水分变为水蒸气经循环风机和排气口排出室外，并将工件加热至180℃以上，此时已初步完成干燥过程。

3、净化：

工件从干燥室进入净化室后，将进一步地保温升温并利用钎焊炉内排出的热氮气流进行干燥和净化以达到减低氧含量的目的。本段还设有辅助氮气调节入口，以保证净化质量。

4、钎焊：

工件被净化后再移入钎焊炉内进行高纯氮气保护下进行升温。完成纤焊工序后，工件将被送入冷却区进行冷却。

5、水冷却：

工件在水冷却区内以氮气气氛为主要载体与水冷套的金属壁进行热交换过程，辅以内循环风机与水冷式热交换器使之提高热交换效率，使工件降温钎料结晶固化，形成焊接接头，工件温度降至300℃以下时，便可进入到空气中进行风冷冷却。

6、风冷却：

将工件在空气中利用风机气流迅速将工件冷却到接近常温。

7、下件段：

当工件运行到下件端时，已接近环境温度(一般不高于环境温度20℃)，并要求在下一个间歇运行到来之前卸除，以迎接下一个工件的到来。

综上所述，一旦工件(同一类型的)不断逐步依次进入每个工作段后，就进入到全线工作状态，它会按照你所设定的工艺要求不断一步一步地工作下去。

Claims (7)

1.一种氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置，其特征在于，包括预热净化装置腔(9)，预热净化装置腔体(9)的腔壁包括内层(91)和外层(92)，其间设有保温层(93)，在净化装置腔壁内靠近内层(91)处设有加热带(6)，在加热带(6)与保温层(93)之间设有氮气管道(11)，氮气管道(11)的入口(14)与氮气发生装置相连，氮气管道(11)的出口与钎焊室搅拌装置相连，在预热净化装置与钎焊室的接口处设有炉门(13)，炉门(13)与预热净化装置腔体(9)之间设有间隙(10)，使得钎焊室的热氮气能够通过间隙(10)进入预热净化室，处于链条板(4)上的工件(5)位于预热净化装置腔内。

2.根据权利要求1所述的氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置，其特征在于，预热净化室氮气补偿供气装置(a)位于炉门(13)内侧。

3.根据权利要求1所述的氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置，其特征在于，氮气管道(11)在预热净化装置上部电加热器的外侧最上层，保温层内侧并按一定的换热要求布置并列。

4.根据权利要求1所述的氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置，其特征在于，在预热净化装置与干燥装置的接口处设有金属帘(8)或气动炉门。

5.根据权利要求1所述的氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置，其特征在于炉门为气动炉门。

6.根据权利要求1所述的氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置，其特征在于，加热带(6)由电阻丝组成，电阻丝被均匀弯曲后由耐热绝缘子固定在可拉出的抽屉架上。

7.根据权利要求1所述的氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置，其特征在于，在氮气管道(11)的进口设有进入预热净化腔体的支出口，该口冷端设有流量计、自动控制和手动控制阀门。

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