真空炉控制系统的调试

　　前言随着我国航空 、航天等高科技领域的不断发展 ，对一些高精度的零部件需要采用真空钎焊的方法来实现其连接 ，特别对于异种材料的连接其更具优越性 。为了提高工作效率 ，我们为用户设计了双室真空钎焊炉 ，其中加热和冷却分室进行 ，这样便缩短了真空焊接过程，即炉加热焊接完成后 ，通过传动机构 ，从加热室取出焊接后的零件进入冷却室进行冷却 ，这时加热室仍保持真空状态，且具有较高温度 。零件在冷却室很快就能冷却下来 ，出炉后再从冷室装入第炉待焊接零件 ，进行抽真空 ，当真空度达到一定值后 ，把第炉零件送入加热室 ，则该炉就不用从室温开始加热 ，而是从较高温度加热 ，缩短了加热时间 ，同时加热室也不象单室炉需要冷却到以下根据工艺要求设定出炉温度此既节约了能源又节省了时间 。
　　真空钎焊炉是在真空气氛中进行钎焊的机电一体化设备 ，由真空系统和加热系统组成 ，真空系统用来满足真空钎焊工艺要求的真空度 ；当真空度达到规定值时 ，可进行真空钎焊的升温过程 ，加热系统使零件加热并熔化钎料 ，完成零件钎焊 ，其过程由温控仪实施调控 ，加热过程完成后 ，进行冷却 ，当炉内温度降至出炉温度时出炉 ，至此便完成了整个真空钎焊全过程 。
　　真空钎焊机理真空钎焊是在真空气氛中不用施加钎剂而连接零件的一种先进工艺方法 ，可以钎焊那些用一般方法难以连接的材料和结构 ，而得到致密 、具有优良力学性能和抗腐蚀性能的钎焊接头 。这种工艺不仅在航空 、航天 、原子能和电气仪表等尖端工业中成为必不可少的生产手段 ，而且在石油 、化工 、汽车和工具等有关机械制造领域中得到了推广和普及 。
　　在钎焊过程中 ，钎料受热呈液体状态 ，通过液体对固体的湿润作用 ，以及钎焊间隙的毛细作用 ，使液态钎料能够充分地流入并致密地填满全部钎焊间隙 ，并与母材进行相互的物理化学作用 ，形成新合金 ，在冷凝结晶后 ，得到合格的钎焊接头 。真空在钎焊中所起的是保护 、除气 、净化和蒸发作用 。
　　真空钎焊与其他钎焊方法相比 ，具有以下优点在全部钎焊过程中 ，被钎焊零件处于真空条件下 ，不会出现氧化 、增碳 、脱碳和污染变质等现象 ；钎焊时零件整体受热均匀 ，热应力小 ，可将变形量控制到最小程度 ，特别适宜精密产品的钎焊 ；在真空条件下易于释放出挥发性气体和杂质 ，使基体金属的性能得到改善 ；焊缝无气孔和夹杂等缺陷 ；可一次钎焊多道临近焊缝 ，或多个组件 ；可将热处理工序在钎焊过程中同时完成 ；可钎焊基本金属 。
　　电焊机双室真空钎焊炉的自动控制 ，控制系统真空炉是实现真空钎焊工艺过程的必要设备 ，其工作性能的良好与否 ，直接影响到钎焊产品的质量 ，特别是真空炉电气控制系统的可靠性 。该真空炉为双室炉 ，即由加热室和冷却室组成 ，两室之间由真空闸门隔开 ，在冷却室中装有工件传送机构 。从真空钎焊工艺角度考虑 ，该真空炉应具备以下控制条件 ：真空机组 、充气系统 、压力调节系统、冷却系统和放气系统的手动及自动控制。
　　控制对象该真空炉结构 ，有关器件均由电气控制柜进行控制 。真空系统包括机械泵 、扩散泵 、主路阀 、旁路阀 、高真空阀 、热室真空阀和冷室真空阀等 。机械泵为粗真空装置 ，它是一种变容泵 ，借助于叶片在泵腔中连续运转将气体吸入并压缩 ，最后由排气口排出 ，来实现抽气的目的 ，机械泵的动力源是台三相交流电动机 ，控制系统通过交流接触器的吸合与断开实现泵的工作与停止 。高真空油扩散泵为高真空装置 ，它是以扩散泵油为工作介质的高真空泵 ，其前级配有机械泵 ，在扩散泵的下部装有一定量的扩散泵油 ，经扩散泵电炉加热后 ，液体油变成油蒸汽 ，油蒸汽由喷嘴高速喷射 ，此时真空系统中的气体分子即向高速油蒸汽射流中扩散 ，并被油蒸汽分子碰撞而获得动能 ，于是气体分子就按照油蒸汽射流的方向 ，从上部喷嘴逐级压缩至前级 ，最后到达出气口 ，再由前级的机械泵排至大气中 ，完成抽气动作 。扩散泵电炉由组电阻丝组成 ，分别通交流电 ，其电源由交流接触器控制 。
　　加热系统是由加热电源和加热元件组成 ，其中加热电源选用磁性调压器 ，磁性调压器是一种没有机械传动 ，无触点的调压器 ，可以带负载加热元件进行平滑无级调压 ，其电压调节由直流激磁来控制 ，按不同的控制信号实现闭环自控 。直流激磁电源由功率调控器双向晶闸管进行控制 ；温控仪通过热电偶检测到的炉温当前值与设定值之差 ，经运算后 ，输出个的直流信号 ，来控制双向晶闸管的导通角 ，进一步控制磁性调压器中的磁饱和电压 ，实现加热电流的自动调控 ，使得炉温与设定的加热曲线相吻合 。当炉内状态发生变化时 ，可能会出现实际温度与设定值相偏离 ，这时可通过温度控制仪中的自整定功能来纠正其偏离量 ，使其升温严格按照设定曲线进行。加热元件是加热电源的负载 ，其材料选用高温钼带 ，可长期工作于高温状态下 。
　　加热元件的阻值要与磁性调压器相匹配 ，否则会出现温度升不上去或磁调温升较高 。加热电源主电路为三相交流电源 ，由交流接触器控制 ，控制电路由温控仪控制 。
　　在真空系统中 ，分析判断漏气点比较困难 ，因为密封部位很多 ，但往往漏气点易于出现在人为动过的地方 。真空炉工作过程中 ，经常运动的部位和经常开起的部件 ，如炉门要经常打开和关闭 ，在此过程中 ，可能有杂物粘贴在炉门密封圈上 ，造成炉门密封不好 ，产生炉门漏气 。逐步缩小范围 ，范围缩小以后 ，易于作出准确判断 ，缩短维修时间 。
　　在具体维修过程中 ，尤其是自己不熟悉的器件 ，要记住拆卸顺序和过程 ，同时要防止由于人为因素 ，造成器件的损坏 。异常情况应急处理办法加热元件打火或短路 。在加热过程中 ，出现打火时 ，加热电流表的指针会幅度较大地摆动 ，且频率较高 ，在判断准确的情况下 ，要即时关断加热电源 ，等炉温降下来以后 ，再进行检查处理 。当加热元件出现短路时 ，过电流保护器接通 ，自动切断电源 ，若炉内温度较高时 ，按异常情况应急处理办法进行处理 。
　　异常断电 。出现异常断电时，在压缩空气正常供应的情况下 ，各级阀门快速关闭 ，如果是在高温状态下 ，要立即打开自来水 ，以冷却炉体 、扩散泵和其他元器件 ，同时要打开扩散泵加热电炉的冷却水 ，以便快速冷却扩散泵油 。如果既无循环水又无自来水的情况下 ，可把扩散泵加热电炉尽快移出扩散泵底部位置 ，利于降低扩散泵油温 。
　　结论经现场调试运行验证 ，该真空炉控制系统 ，设计方案合理 ，运行良好 。