摘要：文章介绍了新型600KG真空等离子焊箱的技术性能参数以及结构形式，并对设备新式装料方式的工作方式和结构特点做了说明。
关键词：真空；等离子焊箱；焊接
一.概述
真空等离子焊箱广泛应用于真空条件下，对稀有金属（钛及其合金）电极的组装焊接工作。文章介绍一台我单位自行研制，针对国内某研究所特殊用途焊接工艺使用的真空等离子焊箱，满足用户对电极焊接工艺要求，可自动完成组合式仿圆电极的纵缝，环型缝焊接工作。
1.真空焊接室 2.真空系统 3.炉内料车 4.等离子枪及其传动机构
5.炉外料架
二.技术参数
1.可焊接电极规格
1.1 一次锭对接：电极直径Φ380mm、Φ285mm，长度≤2100mm
1.2 海绵钛电极焊接：Φ90x2100（电极长度350mm，共6节）
1.3 电极最大重量：600KG
2.焊接电流：50~500A连续可调（保证在500A电流下连续可靠的焊接）
3.焊接电压：40-60V
4.焊接速度：0-80mm/min
5.填充氩气起始压力：≤5Pa
6.箱体填充工作压力：25~60KPa
7.等离子焊枪结构形式：水冷铜头
8.等离子焊枪数量：2支
9.等离子焊枪功率：30KW/支
10.等离子焊枪氩气消耗量：15~20L/min
11.真空系统
11.1 极限真空：≤1Pa
11.2 抽速：≤15min（空炉状态）
11.3 压升率：0.1Pa/min
12.真空配置：H-150滑阀泵一台+ZJ-1200罗茨泵一台
13.设备供水：
13.1 设备主体、真空系统、电源设备水压：≤0.3MPa
13.2 设备主体、真空系统、电源设备水温：25℃~35℃
13.3 等离子枪水压：0.5~0.8MPa（可调）
13.4 等离子枪水温：≤35℃
14.供电电源：380V50HZ 130KW
15.设备占地：8000mmx5500mmx3000mm
三.各部件功能及组成
1.真空焊接室
箱体为双层水冷，内层不锈钢外层碳钢结构，箱体规格为Φ1000×4700。两端设有炉门，后炉门用拉紧把手紧固，供安装和检修使用，前炉门气动夹紧，电动平移炉门，用于装出料使用。箱体设有等离子枪接口以及抽真空接口。还设有人工观察窗、照明视窗、摄像观察窗、台车进电装置等。
2.真空系统
真空系统主要是为了预先抽除箱内以及电极的气体，以便在焊接过程中保持箱内尽量少的含氧量，防止电极被氧化。真空系统的配置为ZJ-1200罗茨泵、H-150滑阀泵。泵阀的开启有真空度联锁保护装置，确保操作安全可靠。
3.等离子枪及其传动机构
等离子枪采用接触式起弧方式，为满足焊接时工艺需求，等离子枪阳极设计成水冷正极头结构，避免高密度钨夹杂，其结构采用枪体内导电管为纯铜管，外管为不锈钢管，中间通水以保证冷却效果好。焊枪固定在箱体上，可上下移动，枪的移动采用调速电机、滚珠丝杠、直线导轨提升机构。更换枪头时，将枪升起到箱体外，进行更换。
4.等离子枪电源
采用可靠的逆变焊接电源，具有自动触底起弧功能，体积小、工作可靠稳定，起弧电流、焊接电流、均任意可调。
5.炉内料车
焊接室内设有移动台车，台车由型钢焊接组成车体配有车轮以及传动装置，带动台车进出焊接室。台车上平台设设有电极夹紧装置，并由电机带动旋转。手动夹紧电极后，可控制台车在真空焊接室内平移并由旋转电机带动电极360°旋转，保证电极能够焊接出纵焊缝以及环型焊缝，以满足用户对焊接工艺的需求。
6.炉外料架
炉外料架放置在箱体活动炉门处，可承载炉内料车，安装有电动升降装置，配合炉内料车完成电极安装以及焊接后电极拆卸，方便快捷，
7.冷却水系统
冷却水系统主要用于箱体、等离子枪、真空泵以及电源的冷却，采取带压供给、自流排出的方式。由水箱、纯水冷却器、测温装置、压力监测及管道、阀门等构成。设有两套供水系统，一套供箱体、真空泵以及电源冷却，另一套专供等离子枪冷却。
8.电控系统
电控系统用于控制整个焊接工作过程，设有炉前操作盒，可就近操作，焊接过程采用弧压自动控制，包括抽真空、焊接过程自动控制及自动检测。设有水、气、压力、电流的异常报警及必要的联锁保护功能。
9.氩气流量控制系统
氩气瓶经减压后分两路，一路供箱内充氩气达到工艺要求的压力，另一路经二次降压通过浮子流量计控制氩气流量，供等离子枪产生等离子气体使用。
10.压缩空气系统
由三联体、阀门、电解点压力表、管路等组成，为整个焊箱的气动操作提供动力。
四.结论
本文从真空等离子焊箱的结构组成出发，简明介绍了真空等离子焊箱的部分关键部件。设备满足科研领域生产、实验要求，安全环保，焊接电极成品表面质量良好。设备制造成本适中，5个月即可投产，见效快，符合中国国情，适合在科研院所及中小企业推广。
参考文献：
[1]达道安.真空设计手册[M].国防工业出版社，2004.
[2]成大先.机械设计手册（第四版）[M].化学工业出版社，2002.
[3]张继玉.真空电炉[M].冶金工业出版社，1994.
[4]马开道.等.稀有金属真空熔铸技术及其设备设计.冶金工业出版社，2011.
论文作者:陈东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/9
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