CN221087595U - 真空扩散焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种真空扩散焊接设备，包括：机架、真空炉体系统、抽真空系统以及加压系统。真空炉体系统设置在机架上；抽真空系统设置在机架上，且抽真空系统与真空炉体系统连接；加压系统设置在机架上，且加压系统与真空炉体系统连接；其中，真空炉体系统加热的温度为a，满足：a＞600℃；抽真空系统抽真空的真空度为b，满足：b＜5×10^‑3Pa；加压系统加压的压力为c，满足：c＞100T。本实用新型的真空扩散焊接设备能够满足多种材料的焊接。

Description

真空扩散焊接设备

技术领域

本实用新型涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种真空扩散焊接设备。

背景技术

真空扩散焊接是一种焊后不需要加工的精密工艺，扩散焊接时借助温度(低于被焊接材料熔点)、压力、时间及真空等条件，促使两个零件的固态接合面接合而达到原子间距离，进行原子互相扩散而实现原子间嵌入扩散结合的一种方法，适用于异种及同种材料之间的焊接。传统的真空扩散焊接设备，只能焊接铝合金材料，不能满足多种材料的焊接。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种真空扩散焊接设备，能够满足多种材料的焊接。

本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型实施例的真空扩散焊接设备，包括：机架；真空炉体系统，所述真空炉体系统设置在所述机架上；抽真空系统，所述抽真空系统设置在所述机架上，且所述抽真空系统与所述真空炉体系统连接；加压系统，所述加压系统设置在所述机架上，且所述加压系统与所述真空炉体系统连接；其中，所述真空炉体系统加热的温度为a，满足：a＞600℃；所述抽真空系统抽真空的真空度为b，满足：b＜5×10^-3Pa；所述加压系统加压的压力为c，满足：c＞100T。

根据本实用新型实施例的真空扩散焊接设备，所述真空炉体系统设有成型加热腔，所述抽真空系统包括抽真空装置以及真空管道，所述真空管道的一端与所述抽真空装置的输出端连通，所述真空管道的另一端与所述成型加热腔连通。

根据本实用新型实施例的真空扩散焊接设备，所述成型加热腔的有效工作区的长度为a，宽度为b，高度为c，满足：a＞400mm，b＞400mm，c＞400mm。

根据本实用新型实施例的真空扩散焊接设备，所述真空炉体系统还包括加热装置，所述加热装置设置在所述成型加热腔内，且所述加热装置围设于被焊接材料设置。

根据本实用新型实施例的真空扩散焊接设备，所述真空炉体系统还设有避让孔，所述避让孔与所述成型加热腔连通，所述加压系统可活动地穿设于所述避让孔。

根据本实用新型实施例的真空扩散焊接设备，所述真空扩散焊接设备还包括冷却系统，所述冷却系统设置在所述机架上，且所述冷却系统与所述真空炉体系统连接，所述冷却系统的冷却速度为d，满足：d＞550℃/h。

根据本实用新型实施例的真空扩散焊接设备，所述冷却系统包括风冷管道以及冷却装置，所述风冷管道的一端与所述冷却装置的输出端连通，所述风冷管道的另一端与所述成型加热腔连通。

根据本实用新型实施例的真空扩散焊接设备，所述真空扩散焊接设备还包括电气控制系统，所述电气控制系统设置在所述机架上，且所述电气控制系统与所述真空炉体系统、所述抽真空系统、所述加压系统以及所述冷却系统电性连接。

根据本实用新型实施例的真空扩散焊接设备，所述真空扩散焊接设备还包括水冷循环系统，所述水冷循环系统设置在所述机架上，且所述水冷循环系统包括水冷管路，所述水冷管路经过所述真空炉体系统、所述抽真空系统、所述加压系统以及所述电气控制系统。

根据本实用新型实施例的真空扩散焊接设备，所述真空扩散焊接设备还包括产品输送系统，所述产品输送系统设置在所述机架上，且所述产品输送系统可活动地靠近或远离所述成型加热腔。

本实用新型的实施例具有如下优点：

在上述的真空扩散焊接设备中，被焊接材料设置于真空炉体系统内，在焊接前需通过抽真空系统对真空炉体系统抽真空，以满足真空焊接的真空条件，再通过真空炉体系统对被焊接材料进行加热，被加热的被焊接材料的焊接表面会形成气泡，以使得被焊接材料的焊接表面粗糙度提高，加压系统能够对被加热的被焊接材料的表面进行加压，以使得被焊接材料的表面的粗糙度降低，从而以便于两个被焊接材料的焊接面接合而达到原子间距离，并进行原子互相扩散而实现原子间嵌入扩散结合，从而完成对两个被焊接材料的焊接。传统的真空扩散焊接设备的真空炉体系统加热的温度最高只能达到600℃，抽真空系统对真空炉体系统的抽真空的真空度最低只能达到5×10^-3Pa，且加压系统对被焊接材料的加压的压力最高只能达到100T，如此，当被焊接材料的焊接条件较高时，则传统的真空扩散焊接设备无法满足该被焊接材料的焊接需求，因此传统的真空扩散焊接设备无法满足多种材料焊接的需求，在上述的真空扩散焊接设备中，由于真空炉体系统加热的温度a，满足：a＞600℃；抽真空系统抽真空的真空度b，满足：b＜5×10^-3Pa；加压系统加压的压力c，满足：c＞100T，因此，当被焊接材料的加热温度、真空度以及压力等焊接条件较高时，上述的真空扩散焊接设备能够满足被焊接材料的焊接需求，以使得上述的真空扩散焊接设备能够满足多种材料焊接的需求。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例的真空扩散焊接设备的主视图；

图2示出了本实用新型实施例的真空扩散焊接设备的俯视图；

图3示出了本实用新型实施例的真空炉体系统、抽真空系统以及加压系统的结构示意图。

主要元件符号说明：

100-机架；

200-真空炉体系统；210-成型加热腔；220-避让孔；

300-抽真空系统；310-抽真空装置；320-真空管道；

400-加压系统；

500-冷却系统；510-风冷管道；520-冷却装置；

600-电气控制系统；

700-水冷循环系统；

800-产品输送系统。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1所示，本实用新型实施例所涉及的真空扩散焊接设备，包括：机架100、真空炉体系统200、抽真空系统300以及加压系统400。

具体地，真空炉体系统200设置在机架100上；抽真空系统300设置在机架100上，且抽真空系统300与真空炉体系统200连接；加压系统400设置在机架100上，且加压系统400与真空炉体系统200连接；其中，真空炉体系统200加热的温度为a，满足：a＞600℃；抽真空系统300抽真空的真空度为b，满足：b＜5×10^-3Pa；加压系统400加压的压力为c，满足：c＞100T。

在上述的真空扩散焊接设备中，被焊接材料设置于真空炉体系统200内，在焊接前需通过抽真空系统300对真空炉体系统200抽真空，以满足真空焊接的真空条件，再通过真空炉体系统200对被焊接材料进行加热，被加热的被焊接材料的焊接表面会形成气泡，以使得被焊接材料的焊接表面粗糙度提高，加压系统400能够对被加热的被焊接材料的表面进行加压，以使得被焊接材料的表面的粗糙度降低，从而以便于两个被焊接材料的焊接面接合而达到原子间距离，并进行原子互相扩散而实现原子间嵌入扩散结合，从而完成对两个被焊接材料的焊接。传统的真空扩散焊接设备的真空炉体系统200加热的温度最高只能达到600℃，抽真空系统300对真空炉体系统200的抽真空的真空度最低只能达到5×10^-3Pa，且加压系统400对被焊接材料的加压的压力最高只能达到100T，如此，当被焊接材料的焊接条件较高时，则传统的真空扩散焊接设备无法满足该被焊接材料的焊接需求，因此传统的真空扩散焊接设备无法满足多种材料焊接的需求，在上述的真空扩散焊接设备中，由于真空炉体系统200加热的温度a，满足：a＞600℃；抽真空系统300抽真空的真空度b，满足：b＜5×10^-3Pa；加压系统400加压的压力c，满足：c＞100T，因此，当被焊接材料的加热温度、真空度以及压力等焊接条件较高时，上述的真空扩散焊接设备能够满足被焊接材料的焊接需求，以使得上述的真空扩散焊接设备能够满足多种材料焊接的需求。

参照图1以及图3所示，真空炉体系统200设有成型加热腔210，抽真空系统300包括抽真空装置310以及真空管道320，真空管道320的一端与抽真空装置310的输出端连通，真空管道320的另一端与成型加热腔210连通。

具体地，在上述的实施例中，抽真空装置310抽真空的真空度为b，满足：5×10^-4Pa＜b＜5×10^-3Pa，实际真空度根据不同材料的需求进行设置。

可以理解的是，由于真空管道320的一端与抽真空装置310的输出端连通，真空管道320的另一端与成型加热腔210连通，因此能够通过抽真空装置310对成型加热腔210抽真空，以使得成型加热腔210内的真空度能够满足焊接需求。

具体地，在上述的实施例中，抽真空装置310配有三级抽真空机组(未示出)，真空管道320采用不锈钢材质，真空管道320上合理设置金属波纹管(未示出)软连接，以此来降低震动导致真空管道320发生松动，从而保证真空管道320密封性能。

具体地，成型加热腔210的有效工作区的长度为a，宽度为b，高度为c，满足：a＞400mm，b＞400mm，c＞400mm。

具体地，在上述的实施例中，真空炉体系统200外壁的截面呈圆形结构，圆形结构稳定，长期使用的可靠性高，成型加热腔210腔壁的截面呈方形结构，以便于放置被焊接材料。

进一步地，在上述的实施例中，成型加热腔210的有效工作区的长度a＝900mm，宽度b＝600mm，高度c＝600mm。

可以理解的是，当成型加热腔210的有效工作区的长度a，宽度b，高度c，满足：a＞400mm，b＞400mm，c＞400mm时，便能够使得上述的成型加热腔210能够放置多种尺寸的焊接材料，从而使得上述的真空扩散焊接设备能够对多种尺寸的焊接材料进行焊接，以满足多种材料焊接的需求。

具体地，真空炉体系统200还包括加热装置(未示出)，加热装置设置在成型加热腔210内，且加热装置围设于被焊接材料设置。

具体地，在上述的实施例中，加热装置对成型加热腔210的加热方式为辐射式加热，通过对成型加热腔210的上、下、前、后、左、右六面进行辐射加热，以实现对成型加热腔210的均匀加热，从而使得成型加热腔210内的温度均匀性能够达到±5℃，以使得位于成型加热腔210内的被焊接材料能够被均匀加热，从而提高焊接效率以及焊接质量。

参照图2所示，真空炉体系统200还设有避让孔220，避让孔220与成型加热腔210连通，加压系统400可活动地穿设于避让孔220。

具体地，在上述的实施例中，加压系统400加压的压力为c，满足：100T＜c＜300T，实际压力根据不同材料的需求进行设置。

可以理解的是，由于加压系统400可活动地穿设于避让孔220，因此，加压系统400能够通过避让孔220可活动地穿设于成型加热腔210内，以使得加压系统400能够对放置于成型加热腔210内的被焊接材料的表面进行加压，从而使得被焊接材料的表面能够满足焊接要求。

继续参照图2所示，真空扩散焊接设备还包括冷却系统500，冷却系统500设置在机架100上，且冷却系统500与真空炉体系统200连接，冷却系统500的冷却速度为d，满足：d＞550℃/h。

可以理解的是，当两个被焊接材料的焊接面原子互相扩散而实现原子间嵌入扩散结合后，能够通过冷却系统500对成型加热腔210内进行降温，以此来使得两个被焊接材料的焊接面能够再结晶，从而形成牢固的焊缝。同时，由于冷却系统500的冷却速度d满足：d＞550℃/h，因此，当需要讲成型加热腔210的温度从1300℃降低至200℃时，降温时间能够缩短至2h以内，如此，冷却系统500能够对成型加热腔210内进行快速降温，从而能够提高上述的真空扩散焊接设备的焊接效率。

继续参照图2所示，冷却系统500包括风冷管道510以及冷却装置520，风冷管道510的一端与冷却装置520的输出端连通，风冷管道510的另一端与成型加热腔210连通。

具体地，在上述的实施例中，冷却装置520通过风冷对成型加热腔210进行冷却。

可以理解的是，冷却装置520用于对成型加热腔210内进行冷却，由于风冷管道510的一端与冷却装置520的输出端连通，风冷管道510的另一端与成型加热腔210连通，因此，冷却装置520能够通过风冷管道510对成型加热腔210内进行风冷换热，以使得成型加热腔210内能够快速降温，且能够使得成型加热腔210内进行均匀散热。

继续参照图2所示，真空扩散焊接设备还包括电气控制系统600，电气控制系统600设置在机架100上，且电气控制系统600与真空炉体系统200、抽真空系统300、加压系统400以及冷却系统500电性连接。

具体地，在上述的实施例中，电气控制系统600具有自动化程序控制功能及手动控制功能，可相互切换。同时，能够通过电气控制系统600显示上述的真空扩散焊接设备各部位的运行状态，可实现工艺参数编程以及记录、历史数据的存储、报警、故障诊断等功能，以保证上述的真空扩散焊接设备的安全使用。

可以理解的是，由于电气控制系统600与真空炉体系统200、抽真空系统300、加压系统400以及冷却系统500电性连接，因此，能够通过电气控制系统600控制真空炉体系统200的加热温度，控制抽真空系统300抽真空的真空度，控制加压系统400加压的压力，同时还能控制冷却系统500的冷却速度，以此来满足不同材料的扩散焊接需求，以使得上述的真空扩散焊接设备能够满足多种材料焊接的需求。

继续参照图2所示，真空扩散焊接设备还包括水冷循环系统700，水冷循环系统700设置在机架100上，且水冷循环系统700包括水冷管路，水冷管路经过真空炉体系统200、抽真空系统300、加压系统400以及电气控制系统600。

具体地，在上述的实施例中，成型加热腔210采用内外壁双层水冷结构，能够有效保证水冷循环系统700对成型加热腔210的安全运行的保障。成型加热腔210的内外壁均采用优质不锈钢材料制造，内壁表面进行镜面抛光处理，且成型加热腔210与冷却水接触的表面均为不锈钢材质，有效起到防腐防垢作用。

可以理解的是，由于水冷管路经过真空炉体系统200、抽真空系统300、加压系统400以及电气控制系统600，因此，能够通过水冷管路来对真空炉体系统200、抽真空系统300、加压系统400以及电气控制系统600进行降温，以此来避免真空炉体系统200、抽真空系统300、加压系统400以及电气控制系统600的运行温度过高，从而保证真空炉体系统200、抽真空系统300、加压系统400以及电气控制系统600能够安全运行，进一步地延长上述的真空扩散焊接设备的使用寿命。

继续参照图2所示，真空扩散焊接设备还包括产品输送系统800，产品输送系统800设置在机架100上，且产品输送系统800可活动地靠近或远离成型加热腔210。

可以理解的是，能够通过产品输送系统800来向成型加热腔210内输送被焊接材料，从而提高上述的真空扩散焊接设备的自动化功能，以此来降低真空扩散焊接过程的人工成本，同时还能够提高上述的真空扩散焊接过程的安全性能。

具体地，在上述的实施例中，机架100与地面采用螺栓固定。

进一步地，在上述的实施例中，上述的真空扩散焊接设备可以焊接铝合金、不锈钢、紫铜、钛合金以及模具钢等材料，在焊接铝合金时，a＝500℃，c＝80T，焊接完成后降温时间40min；在焊接不锈钢时，a＝800℃，c＝150T，焊接完成后降温时间1h；在焊接紫铜时，a＝900℃，c＝110T，焊接完成后降温时间1.2h；在焊接钛合金时，a＝1000℃，c＝200T，焊接完成后降温时间1.5h；在焊接模具钢时，a＝1200℃，c＝240T，焊接完成后降温时间2h。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种真空扩散焊接设备，其特征在于，包括：

机架；

真空炉体系统，所述真空炉体系统设置在所述机架上；

抽真空系统，所述抽真空系统设置在所述机架上，且所述抽真空系统与所述真空炉体系统连接；

加压系统，所述加压系统设置在所述机架上，且所述加压系统与所述真空炉体系统连接；

其中，所述真空炉体系统加热的温度为a，满足：a＞600℃；所述抽真空系统抽真空的真空度为b，满足：b＜5×10^-3Pa；所述加压系统加压的压力为c，满足：c＞100T。

2.根据权利要求1所述的真空扩散焊接设备，其特征在于，所述真空炉体系统设有成型加热腔，所述抽真空系统包括抽真空装置以及真空管道，所述真空管道的一端与所述抽真空装置的输出端连通，所述真空管道的另一端与所述成型加热腔连通。

3.根据权利要求2所述的真空扩散焊接设备，其特征在于，所述成型加热腔的有效工作区的长度为a，宽度为b，高度为c，满足：a＞400mm，b＞400mm，c＞400mm。

4.根据权利要求2所述的真空扩散焊接设备，其特征在于，所述真空炉体系统还包括加热装置，所述加热装置设置在所述成型加热腔内，且所述加热装置围设于被焊接材料设置。

5.根据权利要求2所述的真空扩散焊接设备，其特征在于，所述真空炉体系统还设有避让孔，所述避让孔与所述成型加热腔连通，所述加压系统可活动地穿设于所述避让孔。

6.根据权利要求2所述的真空扩散焊接设备，其特征在于，所述真空扩散焊接设备还包括冷却系统，所述冷却系统设置在所述机架上，且所述冷却系统与所述真空炉体系统连接，所述冷却系统的冷却速度为d，满足：d＞550℃/h。

7.根据权利要求6所述的真空扩散焊接设备，其特征在于，所述冷却系统包括风冷管道以及冷却装置，所述风冷管道的一端与所述冷却装置的输出端连通，所述风冷管道的另一端与所述成型加热腔连通。

8.根据权利要求6所述的真空扩散焊接设备，其特征在于，所述真空扩散焊接设备还包括电气控制系统，所述电气控制系统设置在所述机架上，且所述电气控制系统与所述真空炉体系统、所述抽真空系统、所述加压系统以及所述冷却系统电性连接。

9.根据权利要求8所述的真空扩散焊接设备，其特征在于，所述真空扩散焊接设备还包括水冷循环系统，所述水冷循环系统设置在所述机架上，且所述水冷循环系统包括水冷管路，所述水冷管路经过所述真空炉体系统、所述抽真空系统、所述加压系统以及所述电气控制系统。

10.根据权利要求2所述的真空扩散焊接设备，其特征在于，所述真空扩散焊接设备还包括产品输送系统，所述产品输送系统设置在所述机架上，且所述产品输送系统可活动地靠近或远离所述成型加热腔。