真空爐控制系統的調試

　　前言隨著我國航空、航天等高科技領域的不斷發展，對一些高精度的零部件需要采用真空釬焊的方法來實現其連接，特別對于異種材料的連接其更具優越性。為了提高工作效率，我們為用戶設計了雙室真空釬焊爐，其中加熱和冷卻分室進行，這樣便縮短了真空焊接過程，即爐加熱焊接完成后，通過傳動機構，從加熱室取出焊接后的零件進入冷卻室進行冷卻，這時加熱室仍保持真空狀態，且具有較高溫度。零件在冷卻室很快就能冷卻下來，出爐后再從冷室裝入第爐待焊接零件，進行抽真空，當真空度達到一定值后，把第爐零件送入加熱室，則該爐就不用從室溫開始加熱，而是從較高溫度加熱，縮短了加熱時間，同時加熱室也不象單室爐需要冷卻到以下根據工藝要求設定出爐溫度此既節約了能源又節省了時間。
　　真空釬焊爐是在真空氣氛中進行釬焊的機電一體化設備，由真空系統和加熱系統組成，真空系統用來滿足真空釬焊工藝要求的真空度；當真空度達到規定值時，可進行真空釬焊的升溫過程，加熱系統使零件加熱并熔化釬料，完成零件釬焊，其過程由溫控儀實施調控，加熱過程完成后，進行冷卻，當爐內溫度降至出爐溫度時出爐，至此便完成了整個真空釬焊全過程。
　　真空釬焊機理真空釬焊是在真空氣氛中不用施加釬劑而連接零件的一種先進工藝方法，可以釬焊那些用一般方法難以連接的材料和結構，而得到致密、具有優良力學性能和抗腐蝕性能的釬焊接頭。這種工藝不僅在航空、航天、原子能和電氣儀表等尖端工業中成為必不可少的生產手段，而且在石油、化工、汽車和工具等有關機械制造領域中得到了推廣和普及。
　　在釬焊過程中，釬料受熱呈液體狀態，通過液體對固體的濕潤作用，以及釬焊間隙的毛細作用，使液態釬料能夠充分地流入并致密地填滿全部釬焊間隙，并與母材進行相互的物理化學作用，形成新合金，在冷凝結晶后，得到合格的釬焊接頭。真空在釬焊中所起的是保護、除氣、凈化和蒸發作用。
　　真空釬焊與其他釬焊方法相比，具有以下優點在全部釬焊過程中，被釬焊零件處于真空條件下，不會出現氧化、增碳、脫碳和污染變質等現象；釬焊時零件整體受熱均勻，熱應力小，可將變形量控制到最小程度，特別適宜精密產品的釬焊；在真空條件下易于釋放出揮發性氣體和雜質，使基體金屬的性能得到改善；焊縫無氣孔和夾雜等缺陷；可一次釬焊多道臨近焊縫，或多個組件；可將熱處理工序在釬焊過程中同時完成；可釬焊基本金屬。
　　電焊機雙室真空釬焊爐的自動控制，控制系統真空爐是實現真空釬焊工藝過程的必要設備，其工作性能的良好與否，直接影響到釬焊產品的質量，特別是真空爐電氣控制系統的可靠性。該真空爐為雙室爐，即由加熱室和冷卻室組成，兩室之間由真空閘門隔開，在冷卻室中裝有工件傳送機構。從真空釬焊工藝角度考慮，該真空爐應具備以下控制條件：真空機組、充氣系統、壓力調節系統、冷卻系統和放氣系統的手動及自動控制。
　　控制對象該真空爐結構，有關器件均由電氣控制柜進行控制。真空系統包括機械泵、擴散泵、主路閥、旁路閥、高真空閥、熱室真空閥和冷室真空閥等。機械泵為粗真空裝置，它是一種變容泵，借助于葉片在泵腔中連續運轉將氣體吸入并壓縮，最后由排氣口排出，來實現抽氣的目的，機械泵的動力源是臺三相交流電動機，控制系統通過交流接觸器的吸合與斷開實現泵的工作與停止。高真空油擴散泵為高真空裝置，它是以擴散泵油為工作介質的高真空泵，其前級配有機械泵，在擴散泵的下部裝有一定量的擴散泵油，經擴散泵電爐加熱后，液體油變成油蒸汽，油蒸汽由噴嘴高速噴射，此時真空系統中的氣體分子即向高速油蒸汽射流中擴散，并被油蒸汽分子碰撞而獲得動能，于是氣體分子就按照油蒸汽射流的方向，從上部噴嘴逐級壓縮至前級，最后到達出氣口，再由前級的機械泵排至大氣中，完成抽氣動作。擴散泵電爐由組電阻絲組成，分別通交流電，其電源由交流接觸器控制。
　　加熱系統是由加熱電源和加熱元件組成，其中加熱電源選用磁性調壓器，磁性調壓器是一種沒有機械傳動，無觸點的調壓器，可以帶負載加熱元件進行平滑無級調壓，其電壓調節由直流激磁來控制，按不同的控制信號實現閉環自控。直流激磁電源由功率調控器雙向晶閘管進行控制；溫控儀通過熱電偶檢測到的爐溫當前值與設定值之差，經運算后，輸出個的直流信號，來控制雙向晶閘管的導通角，進一步控制磁性調壓器中的磁飽和電壓，實現加熱電流的自動調控，使得爐溫與設定的加熱曲線相吻合。當爐內狀態發生變化時，可能會出現實際溫度與設定值相偏離，這時可通過溫度控制儀中的自整定功能來糾正其偏離量，使其升溫嚴格按照設定曲線進行。加熱元件是加熱電源的負載，其材料選用高溫鉬帶，可長期工作于高溫狀態下。
　　加熱元件的阻值要與磁性調壓器相匹配，否則會出現溫度升不上去或磁調溫升較高。加熱電源主電路為三相交流電源，由交流接觸器控制，控制電路由溫控儀控制。
　　在真空系統中，分析判斷漏氣點比較困難，因為密封部位很多，但往往漏氣點易于出現在人為動過的地方。真空爐工作過程中，經常運動的部位和經常開起的部件，如爐門要經常打開和關閉，在此過程中，可能有雜物粘貼在爐門密封圈上，造成爐門密封不好，產生爐門漏氣。逐步縮小范圍，范圍縮小以后，易于作出準確判斷，縮短維修時間。
　　在具體維修過程中，尤其是自己不熟悉的器件，要記住拆卸順序和過程，同時要防止由于人為因素，造成器件的損壞。異常情況應急處理辦法加熱元件打火或短路。在加熱過程中，出現打火時，加熱電流表的指針會幅度較大地擺動，且頻率較高，在判斷準確的情況下，要即時關斷加熱電源，等爐溫降下來以后，再進行檢查處理。當加熱元件出現短路時，過電流保護器接通，自動切斷電源，若爐內溫度較高時，按異常情況應急處理辦法進行處理。
　　異常斷電。出現異常斷電時，在壓縮空氣正常供應的情況下，各級閥門快速關閉，如果是在高溫狀態下，要立即打開自來水，以冷卻爐體、擴散泵和其他元器件，同時要打開擴散泵加熱電爐的冷卻水，以便快速冷卻擴散泵油。如果既無循環水又無自來水的情況下，可把擴散泵加熱電爐盡快移出擴散泵底部位置，利于降低擴散泵油溫。
　　結論經現場調試運行驗證，該真空爐控制系統，設計方案合理，運行良好。