CN213224838U - 多层金属复合板的真空焊接装置及制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多层金属复合板的真空焊接装置及制备装置，真空焊接装置包括焊接箱以及与焊接箱连通的用于将焊接箱抽真空的真空泵，焊接箱上设有用于焊接板缝的焊接机构以及用于定位安装多层金属板坯的安装机构；焊接机构与安装机构可相对移动地设置，以使焊接机构的焊接端沿板缝进行焊接。本实用新型的多层金属复合板的真空焊接装置，通过将多层金属板坯定位安装于焊接箱内，通过真空泵将焊接箱抽成真空状态，通过调节焊接机构和/或安装机构的位置，使焊接机构的焊接端沿板缝进行焊接，焊接部位不会被氧化，结合质量好，并且金属板坯之间的缝隙中没有空气，因此焊接连接后的多层金属板坯在后续进行热轧时不会被氧化，热轧结合的质量好。

Description

多层金属复合板的真空焊接装置及制备装置

技术领域

本实用新型涉及多层金属复合板的加工领域，特别地，涉及一种多层金属复合板的真空焊接装置及制备装置。

背景技术

层状金属复合材料能够利用各组元成分的独特性能，弥补单一的金属材料或因为整体性能不够或受到自然条件的局限带来的缺陷，例如高强度、高韧性、疲劳性能、冲击性能、腐蚀甚至形变性能。由耐腐蚀、高韧性和高强度的材料组成的层状金属复合材料能兼具良好的耐腐蚀性、强度和韧性，是其他传统材料无法获得的，因此，多层层状金属复合板越来越受到人们的高度重视。

现有的真空复合热轧板抽真空的方式多采用先将多层金属板坯叠合在一起，四周缝隙焊接密封，然后把小孔抽真空，再把小孔堵住，该工艺的缺点是：一板坯四周要倒坡口才能焊接，增加了工作量，焊接是在大气环境下焊，焊接部位易氧化，影响结合质量；二，先将板叠合在一起后再小孔抽真空，由于板与板之间缝隙小，缝隙中的空气分子很难被抽走，抽真空的时间长，真空度低，在后续热轧时未抽走的空气会氧化板坯，影响结合质量。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多层金属复合板的真空焊接装置及制备装置，其目的为解决现有的多层金属板坯焊接时操作复杂，且多层板坯的缝隙之间存有空气导致多层金属板坯被氧化，结合质量差的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种多层金属复合板的真空焊接装置，用于将多层金属板坯的板缝焊接连接，真空焊接装置包括焊接箱以及与焊接箱连通的用于将焊接箱抽真空的真空泵，焊接箱上设有用于焊接板缝的焊接机构以及用于定位安装多层金属板坯的安装机构；焊接机构与安装机构可相对移动地设置，以使焊接机构的焊接端沿板缝进行焊接。

进一步地，安装机构包括工作台以及设于工作台上的升降装置，通过将下层的金属板坯置于工作台上，并通过将上层的金属板坯架设于升降装置的活动端上，使多层金属板坯之间具有间隙，以通过真空泵快速将多层金属板坯之间的空气抽走，进而通过升降装置的活动端带动上层的金属板坯下移至与下层的金属板坯贴合以便进行焊接。

进一步地，升降装置的活动端设有台阶结构，最底层的金属板坯放置于工作台上，真空焊接装置还包括用于将除最底层外的其他层金属板坯逐层间隔架设于台阶结构的多层台阶上的辅助块。

进一步地，升降装置包括安装于工作台上的多个升降油缸。

进一步地，焊接箱内设有用于带动工作台沿金属板坯的长度方向移动的纵向移动机构。

进一步地，焊接箱内设有用于带动工作台沿金属板坯的宽度方向移动的横向移动机构。

进一步地，焊接机构包括安装于焊接箱的侧壁面上并朝向工作台布设的用于焊接板缝的电子束焊枪。

进一步地，焊接箱上设有用于安装电子束焊枪并带动电子束焊枪沿多层金属板坯的厚度方向移动的垂直移动机构。

进一步地，焊接箱上设有用于安装电子束焊枪并带动电子束焊枪沿多层金属板坯的焊缝移动的水平移动机构。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种多层金属复合板的制备装置，其包括上述多层金属复合板的真空焊接装置。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的多层金属复合板的真空焊接装置，通过将多层金属板坯定位安装于焊接箱内，通过真空泵将焊接箱抽成真空状态，并且使多层金属板坯之间间隙内的空气均被抽走，通过将焊接机构与安装机构可相对移动地设置，因此通过调节焊接机构和/或安装机构的位置，使焊接机构的焊接端沿多层金属板坯的板缝进行焊接，焊接部位不会被氧化，结合质量好，并且金属板坯之间的缝隙中没有空气，因此焊接连接后的多层金属板坯在后续进行热轧时不会被氧化，多层金属板坯热轧结合的质量好。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的真空焊接装置的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的真空焊接装置的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的真空焊接装置的俯视结构示意图。

图例说明：

1、金属板坯；2、焊接箱；3、真空泵；4、安装机构；41、工作台；42、升降油缸；43、辅助块；5、纵向移动机构；51、长度滑轨；52、滑轮；6、第一电子束焊枪；7、第二电子束焊枪。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本实用新型优选实施例的真空焊接装置的结构示意图；图2是本实用新型优选实施例的真空焊接装置的结构示意图；图3是本实用新型优选实施例的真空焊接装置的俯视结构示意图。

如图1所示，本实施例的多层金属复合板的真空焊接装置，用于将多层金属板坯1的板缝焊接连接，真空焊接装置包括焊接箱2以及与焊接箱2连通的用于将焊接箱2抽真空的真空泵3，焊接箱2上设有用于焊接板缝的焊接机构以及用于定位安装多层金属板坯1的安装机构4；焊接机构与安装机构4可相对移动地设置，以使焊接机构的焊接端沿板缝进行焊接。本实用新型的多层金属复合板的真空焊接装置，通过将多层金属板坯1定位安装于焊接箱2内，通过真空泵3将焊接箱2抽成真空状态，并且使多层金属板坯1之间间隙内的空气均被抽走，通过将焊接机构与安装机构4可相对移动地设置，因此通过调节焊接机构和/或安装机构4的位置，使焊接机构的焊接端沿多层金属板坯1的板缝进行焊接，焊接部位不会被氧化，结合质量好，并且金属板坯1之间的缝隙中没有空气，因此焊接连接后的多层金属板坯1在后续进行热轧时不会被氧化，多层金属板坯1热轧结合的质量好。

如图1和图2所示，安装机构4包括工作台41以及设于工作台41上的升降装置，通过将下层的金属板坯1置于工作台41上，并通过将上层的金属板坯1架设于升降装置的活动端上，使多层金属板坯1之间具有间隙，以通过真空泵3快速将多层金属板坯1之间的空气抽走，进而通过升降装置的活动端带动上层的金属板坯1下移至与下层的金属板坯1贴合以便进行焊接。通过升降装置的活动端带动上层的金属板坯1下移至与下层的金属板坯1贴合进行焊接。升降装置的活动端设有台阶结构，最底层的金属板坯放置于工作台41上，真空焊接装置还包括用于将除最底层外的其他层金属板坯1逐层间隔架设于台阶结构的多层台阶上的辅助块43。台阶结构的台阶数量大于或等于除最底层外的多层金属板坯1的数量。相邻两层台阶的高度距离不小于2mm。相邻两层金属板坯1之间的间隙不小于2mm，以使真空泵3快速地将多层金属板坯1之间的空气抽走。可选地，通过不同高度的升降装置分别架设不同层高的金属板坯1，以使多层金属板坯1逐层间隔布设。在本实施例中，升降装置包括安装于工作台41上的多个升降油缸42。升降油缸42的活塞杆的顶端设有台阶结构。八个升降油缸42安装于工作台41上，且对称分布于多层金属板坯1的四周。焊接前，在除最底层外的多层金属板坯1的侧壁面上焊有辅助块43，从而逐层间隔架设于升降油缸42的活塞杆顶端的多层台阶上。焊接时，通过控制升降油缸42下降直至最底层金属板坯1的上一层金属板坯1与最底层金属板坯1相贴合，进而通过调节焊接机构和/或安装机构4移动，使焊接机构的焊接端位于最下面的两层金属板坯1的板缝处，进而通过调节焊接机构或安装机构4沿板缝移动，使焊接机构的焊接端沿板缝焊接；再以上述同样的方法将倒数第三层金属板坯1与倒数第二层金属板坯1焊接连接，从而将多层金属板坯1由低到高地逐层焊接连接。可选地，真空焊接装置还包括用于控制真空焊接装置的工作状态的焊接控制系统。真空泵3工作台41上设有用于感应台阶结构上不同台阶的位置的定位机构。定位机构包括与焊接控制系统连接的光电传感器，焊接控制系统根据光电传感器的信号控制升降机构的升降和停止。

可选地，焊接箱2内设有用于带动工作台41沿金属板坯1的长度方向移动的纵向移动机构5。可选地，焊接箱2内还设有用于带动工作台41沿金属板坯1的宽度方向移动的横向移动机构。可选地，纵向移动机构5的固定端安装于横向移动机构的活动端上，横向移动机构的固定端安装于焊接箱2的内底面上；或者横向移动机构的固定端安装于纵向移动机构5的活动端上，纵向移动机构5的固定端安装于焊接箱2的内底面上。

如图1、图2以及图3所示，焊接机构包括安装于焊接箱2的侧壁面上并朝工作台(41)方向布设的用于焊接板缝的电子束焊枪。焊接箱2上设有用于安装电子束焊枪并带动电子束焊枪沿多层金属板坯1的厚度方向移动的垂直移动机构。可选地，焊接箱2上设有用于安装电子束焊枪并带动电子束焊枪沿多层金属板坯1的焊缝移动的水平移动机构。焊接多层金属板坯1的长度方向的板缝时，通过水平移动机构带动电子束焊枪沿板缝移动进行焊接，或者通过纵向移动机构5带动工作台41沿金属板坯1的长度方向移动，使电子束焊枪沿金属板坯1的长度方向焊接焊缝。焊接多层金属板坯1的宽度方向的板缝时，通过水平移动机构带动电子束焊枪沿板缝移动进行焊接，或者通过横向移动机构带动工作台41沿金属板坯1的宽度方向移动，使电子束焊枪沿金属板坯1的宽度方向焊接焊缝。

如图1、图2以及图3所示，在本实施例中，焊接箱2内设有用于驱动工作台41沿金属板坯1的长度方向移动的纵向移动机构5。纵向移动机构5包括沿金属板坯1的长度方向布设于焊接箱2的内底面上的长度滑轨51，工作台41的底面设有与长度滑轨51相匹配的滑轮52，纵向移动机构5还包括设于焊接箱2内的用于推动工作台41沿竖直滑轨滑动的长度驱动装置。可选地，长度驱动装置包括沿金属板坯1的长度方向布设的长度油缸，长度油缸的活动端与工作台41连接，通过长度油缸沿金属板坯1的长度方向推动工作台41沿长度滑轨51滑动。可选地，长度驱动装置包括与工作台41的底面螺纹匹配连接的长度丝杠以及用于带动长度丝杠转动以使工作台41沿长度滑轨51滑动的电机。在本实施例中，焊接箱2置于焊接台上，焊接台上沿长度滑轨51的延伸方向设有与长度滑轨51连接的延伸滑轨，焊接箱2的箱门安装于靠近延伸滑轨的一侧。通过开启焊接箱2的箱门，将工作台41沿延伸滑轨和长度滑轨51滑入或滑出焊接箱2。

如图1、图2以及图3所示，在本实施例中，焊接机构包括安装于焊接箱2的侧壁面上的用于沿金属板坯1的长度方向焊接板缝的第一电子束焊枪6以及安装于焊接箱2的侧壁面上的用于沿金属板坯1的宽度方向焊接板缝的第二电子束焊枪7。焊接箱2呈矩形，两个第一电子束焊枪6相对布设于焊接箱2的两个长度方向的侧壁面，两个第二电子束焊枪7相对布设于焊接箱2的两个宽度方向的侧壁面。焊接箱2上设有用于安装第一电子束焊枪6并带动第一电子束焊枪6沿多层金属板坯1的厚度方向移动的第一垂直移动机构、用于安装第二电子束焊枪7并带动第二电子束焊枪7沿多层金属板坯1的厚度方向移动的第二垂直移动机构以及用于安装第二电子束焊枪7并带动第二电子束焊枪7沿多层金属板坯1的宽度方向移动的焊枪水平移动机构。

如图1、图2以及图3所示，在本实施例中，将表面处理好的最底层的金属板坯1定位放置于工作台41上；将表面处理好的其他多层金属板坯1的侧壁面上焊接多个辅助块43，且多个辅助块43的布设位置与多个升降油缸42的布设位置相对应；将其他多层金属板坯1按顺序对应放置于升降油缸42的活塞杆顶端的多层台阶上；移动工作台41进入焊接箱2内，关上焊接箱2的箱门，启动真空泵3，将焊接箱2抽到设定的真空度后(≤0.01Pa)，启动升降油缸42，使升降油缸42的活塞杆带动倒数第二层的金属板坯1下移与最底层的金属板坯1叠合到一起，调整第一电子束焊枪6对准最底层金属板坯1与倒数第二层金属板坯1之间长度方向的板缝，开始焊接并同时沿金属板坯1的长度方向移动工作台41，将最底层金属板坯1与倒数第二层金属板坯1之间长度方向的板缝焊接连接；再按同样的方法由低到高地逐层焊接好其他多层金属板坯1的长度方向的板缝；移动工作台41带动组合好的多层金属板坯1靠近一侧的第二电子束焊枪7，沿多层金属板坯1的厚度调节第二电子束焊枪7对准最底层金属板坯1与倒数第二层金属板坯1之间宽度方向的板缝，焊接并沿多层金属板坯1的宽度方向移动第二电子束焊枪7，将最底层金属板坯1与倒数第二层金属板坯1之间宽度方向的板缝焊接好，再按同样的方法由低到高地逐层焊接好其他多层金属板坯1的一侧的宽度方向的板缝；再移动工作平台带动组合好的多层金属板坯1靠近另一侧的第二电子束焊枪7，以同样的方法焊接好多层金属板坯1的另一侧的宽度方向的板缝；将焊接好的组合金属板坯移出焊接箱2，多层金属板坯1的真空焊接完成。

本实施例的多层金属复合板的制备装置，包括上述多层金属复合板的真空焊接装置以及用于将真空焊接连接的多层金属板坯1进行热轧的热轧复合装置。

本实施例的多层金属复合板的制备方法，采用上述多层金属复合板的制备装置，具体包括以下步骤：将两块或多块需要复合的金属板坯1表面进行氧化铁皮去除处理；将处理好的两块或多块金属板坯1依次平行放入焊接箱2内；关闭焊接箱2的箱门，启动真空泵3，将焊接箱2内的空气抽走，使焊接箱2内成真空环境；在焊接箱2内将两块或多块金属板坯1紧密叠合在一起；在真空环境下用电子束焊枪将叠合在一起多层金属板坯1四周的板缝焊接连接，形成密封的组合金属板坯；通过热轧复合装置将四周密封焊接好组合金属板坯进行热轧复合，轧制成多层金属复合板。可选地，金属板坯1为不锈钢板、碳钢板、铜板、铝板或其他金属材料。金属板坯1的表面采用机械加工或酸洗化学手段进行氧化铁皮去除处理，以使金属板坯1表面洁净，以利于多层金属板坯1冶金结合。多层金属板坯1平行放置于焊接箱2内。多层金属板坯1水平放置或斜放或竖直放置。多层金属板坯1之间的间隙不小于2mm，以便于真空泵3将多层金属板坯1之间的空气快速抽走。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多层金属复合板的真空焊接装置，用于将多层金属板坯(1)的板缝焊接连接，其特征在于，

真空焊接装置包括焊接箱(2)以及与焊接箱(2)连通的用于将焊接箱(2)抽真空的真空泵(3)，

焊接箱(2)上设有用于焊接板缝的焊接机构以及用于定位安装多层金属板坯(1)的安装机构(4)；

焊接机构与安装机构(4)可相对移动地设置，以使焊接机构的焊接端沿板缝进行焊接。

2.根据权利要求1所述的多层金属复合板的真空焊接装置，其特征在于，

安装机构(4)包括工作台(41)以及设于工作台(41)上的升降装置，

通过将下层的金属板坯(1)置于工作台(41)上，并通过将上层的金属板坯(1)架设于升降装置的活动端上，使多层金属板坯(1)之间具有间隙，以通过真空泵(3)快速将多层金属板坯(1)之间的空气抽走，进而通过升降装置的活动端带动上层的金属板坯(1)下移至与下层的金属板坯(1)贴合以便进行焊接。

3.根据权利要求2所述的多层金属复合板的真空焊接装置，其特征在于，

升降装置的活动端设有台阶结构，最底层的金属板坯放置于工作台(41)上，真空焊接装置还包括用于将除最底层外的其他层金属板坯(1)逐层间隔架设于台阶结构的多层台阶上的辅助块(43)。

4.根据权利要求2所述的多层金属复合板的真空焊接装置，其特征在于，

升降装置包括安装于工作台(41)上的多个升降油缸(42)。

5.根据权利要求1所述的多层金属复合板的真空焊接装置，其特征在于，

焊接箱(2)内设有用于带动工作台(41)沿金属板坯(1)的长度方向移动的纵向移动机构(5)。

6.根据权利要求1所述的多层金属复合板的真空焊接装置，其特征在于，

焊接箱(2)内设有用于带动工作台(41)沿金属板坯(1)的宽度方向移动的横向移动机构。

7.根据权利要求1所述的多层金属复合板的真空焊接装置，其特征在于，

焊接机构包括安装于焊接箱(2)的侧壁面上并朝向工作台(41)布设的用于焊接板缝的电子束焊枪。

8.根据权利要求7所述的多层金属复合板的真空焊接装置，其特征在于，

焊接箱(2)上设有用于安装电子束焊枪并带动电子束焊枪沿多层金属板坯(1)的厚度方向移动的垂直移动机构。

9.根据权利要求7所述的多层金属复合板的真空焊接装置，其特征在于，

焊接箱(2)上设有用于安装电子束焊枪并带动电子束焊枪沿多层金属板坯(1)的焊缝移动的水平移动机构。

10.一种多层金属复合板的制备装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的多层金属复合板的真空焊接装置。

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