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

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A Vacuum Welding Equipment with Ultrasound Aging Function and Its Application Method

The invention provides a vacuum welding equipment with ultrasonic aging function and its application method, including vacuum device, welding vacuum chamber, feeding vacuum chamber, electron beam welding device, welding worktable, argon arc welding device, nitrogen making device and ultrasonic aging device; the welding vacuum chamber and feeding vacuum chamber are respectively provided with piston sealing plate and lifting sealing plate, and the electron beam welding device is provided with piston sealing plate and lifting sealing plate. The welding device is arranged on the piston sealing plate, the welding table can be turned 180 degrees and rotated 360 degrees, the argon arc welding device can be replaced and installed on the piston sealing plate, the nitrogen making device can provide liquid nitrogen for cooling the welding torch and welding parts, and the ultrasonic aging device is arranged on the feeding conveyor belt. The invention can continuously produce, the volume of vacuum chamber can be adjusted according to the size of welding parts, the impurities of welding parts can be shocked before entering the vacuum chamber, the stress of welding parts can be removed by ultrasonic aging after welding, the fatigue life of welding structure can be prolonged, and the welding quality can be ensured.

【技术实现步骤摘要】
一种具备超声波时效功能的真空焊接设备及其使用方法
本专利技术属于真空焊接
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术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。本专利技术的技术方案如下：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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。...

【技术特征摘要】
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）...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟安祺，
申请(专利权)人：广西南宁胜祺安科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45