真空多室表面活化輔助連接復(fù)合裝備的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種真空活化連接裝備，特別是一種操作簡單、焊接質(zhì)量好的真空多室表面活化輔助連接復(fù)合裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]真空釬焊和擴(kuò)散焊作為重要的材料連接方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、核電、機(jī)械、電子等領(lǐng)域。然而對于鈦合金、鋁合金等金屬材料以及陶瓷和復(fù)合材料的真空釬焊或擴(kuò)散焊而言，材料表面的氧化膜難以去除，即使采用機(jī)械或化學(xué)的方法去除后由于鈦和鋁的高活性，在空氣中短時(shí)暴露便會(huì)產(chǎn)生二次污染繼續(xù)形成穩(wěn)定的氧化膜。對于真空釬焊而言，氧化膜的存在顯著降低了釬焊過程中液相釬料的潤濕、鋪展及填縫能力，導(dǎo)致釬著率減??；而對于真空擴(kuò)散焊來說，氧化膜的存在阻礙了連接母材間原子的相互擴(kuò)散，致使擴(kuò)散連接過程中不僅需要提供較大壓力來破碎氧化膜，而且需要較高的溫度或較長的時(shí)間完成連接母材的充分?jǐn)U散，必然導(dǎo)致母材形狀、尺寸及組織的變化及性能的降低。另外，由于連接母材表面氧化膜的存在，真空釬焊或擴(kuò)散焊過程中在接頭界面處往往會(huì)形成T1或Al2O3等氧化物夾雜，這些脆性氧化物的存在必然降低接頭性能。特別是對于涉及大面積或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的真空釬焊或擴(kuò)散焊的產(chǎn)品，釬料或中間層材料不易裝配，氧化膜的存在對于連接接頭形成過程的影響更大，經(jīng)常出現(xiàn)有效連接面積不足、釬著率低、虛焊、焊堵、尺寸變形過大等焊接缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率低甚至報(bào)廢。
[0003]目前對于鈦合金、鋁合金、陶瓷以及復(fù)合材料的真空釬焊或擴(kuò)散焊，均采用焊前機(jī)械清理或化學(xué)清洗去除連接表面的氧化膜，然后再置于真空爐中完成焊接。這種操作流程會(huì)在清洗后的連接面發(fā)生二次氧化繼續(xù)形成氧化膜，也就是說不能從根本上消除氧化膜對連接過程的影響。另外對于大面積或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，目前常規(guī)的做法是再被焊母材間采用預(yù)置釬料或中間層材料，裝配困難且預(yù)置的釬料或中間層材料在焊件移動(dòng)或焊接過程中容易發(fā)生偏移或脫落，導(dǎo)致焊接操作復(fù)雜進(jìn)而影響焊接質(zhì)量、降低產(chǎn)品合格率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種真空多室表面活化輔助連接復(fù)合裝備，從根本上解決現(xiàn)有鈦合金、鋁合金、陶瓷及復(fù)合材料真空釬焊或擴(kuò)散連接過程中氧化膜去除的技術(shù)難題；同時(shí)針對大面積或復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的真空釬焊及擴(kuò)散焊，通過采用磁控濺射在被焊材料表面制備相應(yīng)的中間層材料解決現(xiàn)行工藝中釬料或中間層材料裝配困難的工藝難題；提高焊接質(zhì)量及產(chǎn)品合格率。
[0005]本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:
一種真空多室表面活化輔助連接復(fù)合裝備，其特征在于包括離子轟擊去膜室、磁控濺射鍍膜室、真空焊接室、焊件裝配室、焊件裝配機(jī)器人、真空獲得系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，離子轟擊去膜室、磁控濺射鍍膜室以及真空焊接室分別從不同方向通過金屬管道與焊件裝配室連通，金屬管道上安裝有實(shí)現(xiàn)各真空室的連通與隔斷的閘閥門，焊件裝配室中央設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的、工作臂可分別伸進(jìn)離子轟擊去膜室、磁控濺射鍍膜室和真空焊接室的焊件裝配機(jī)器人，焊件裝配機(jī)器人一側(cè)的焊件裝配室內(nèi)設(shè)有內(nèi)部安裝焊件托架，內(nèi)部安裝焊件托架一側(cè)的焊件裝配室壁上設(shè)有手套接口，手套接口上部的焊件裝配室壁上設(shè)有一個(gè)觀察口，離子轟擊去膜室、磁控濺射鍍膜室、真空焊接室和焊件裝配室分別設(shè)有真空獲得系統(tǒng)，離子轟擊去膜室、磁控濺射鍍膜室、真空焊接室、焊件裝配室、焊件裝配機(jī)器人及真空獲得系統(tǒng)的控制裝置由控制系統(tǒng)控制。
[0006]本發(fā)明所述的離子轟擊去膜室設(shè)置在支架上，離子轟擊去膜室側(cè)壁上設(shè)有接口，接口經(jīng)金屬管道與焊件裝配室相連通，金屬管道上安裝有連通與隔斷的閥門，離子轟擊去膜室另一側(cè)壁和上壁分別設(shè)有一個(gè)觀察口和接口離子源，離子轟擊去膜室內(nèi)的工作臺(tái)面上設(shè)有行走機(jī)構(gòu)、焊件托盤及加熱器。所述行走機(jī)構(gòu)由履帶、滾輪和驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與主動(dòng)滾輪連接，實(shí)現(xiàn)行走傳動(dòng)，將焊件輸送到焊件托盤，焊件托盤上設(shè)有加熱器。
[0007]本發(fā)明所述的磁控濺射鍍膜室側(cè)壁上設(shè)有接口，接口經(jīng)金屬管道與焊件裝配室相連通，金屬管道上安裝有連通與隔斷的閥門，磁控濺射鍍膜室另一側(cè)壁上濺射靶接口，磁控濺射鍍膜室內(nèi)的工作臺(tái)面上設(shè)有行走機(jī)構(gòu)、焊件托盤及加熱器。所述行走機(jī)構(gòu)由履帶、滾輪和驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與主動(dòng)滾輪連接，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)傳動(dòng)，將焊件輸送到焊件托盤，焊件托盤上設(shè)有加熱器，磁控濺射鍍膜室側(cè)壁、上部及后部分別設(shè)有觀察口。
[0008]本發(fā)明所述的真空焊接室側(cè)壁上設(shè)有接口，接口經(jīng)金屬管道與焊件裝配室相連通，金屬管道上安裝有連通與隔斷的閥門，真空焊接室內(nèi)的工作臺(tái)面上設(shè)有加壓裝置、分體式加熱體，分體式加熱體中的下加熱體置于工作臺(tái)面下部，上加熱體連接在臺(tái)面上的升降裝置上，真空焊接室側(cè)壁上設(shè)有爐門，爐門上設(shè)有觀察口。
[0009]本發(fā)明所述的焊件裝配室的左側(cè)面設(shè)有離子轟擊去膜室接口、后面上設(shè)有磁控濺射鍍膜室接口、右側(cè)面上設(shè)有真空焊接室接口、前面上設(shè)有前置手套接口，手套接口上部設(shè)有觀察口，焊件裝配室內(nèi)的工作臺(tái)面上安裝焊件托架，以協(xié)助焊接機(jī)器人完成焊件翻轉(zhuǎn)及裝配。
[0010]本發(fā)明所述的加熱器為電阻絲或紅外加熱器。
[0011]本發(fā)明所述的機(jī)器人夾持待焊件通過金屬管道依次完成焊接，其有益效果一是實(shí)現(xiàn)鋁合金、鈦合金、陶瓷以及復(fù)合材料在一次抽真空條件下去膜、鍍膜及焊接，利用焊件裝配機(jī)器人完成焊件在各真空室的靈活轉(zhuǎn)移及裝配，有效避免了焊件表面去膜后的二次氧化污染問題；二是該裝備實(shí)現(xiàn)了離子轟擊去膜室、磁控濺射鍍膜室以及真空焊接室的有機(jī)集成，各真空室通過金屬管路與焊接裝配室連通，閥門的開閉可以控制其連通及隔斷，使得該裝備既可以集成整體使用，各真空室又可單獨(dú)使用；三是真空焊接室分體式加熱體的設(shè)計(jì)，保證經(jīng)真空去膜、鍍膜活化后的焊件能夠置于焊接室均溫內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)焊件的高質(zhì)量真空釬焊及擴(kuò)散焊；四是裝配室焊件托架的設(shè)計(jì)配合焊件裝配機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件或多層構(gòu)件的一次真空焊接，不僅改善焊接接頭質(zhì)量，而且可以大幅提高焊接效率。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)主視圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
如圖所示:一種真空多室表面活化輔助連接復(fù)合裝備，其特征在于包括離子轟擊去膜室1、磁控濺射鍍膜室2、真空焊接室3、焊件裝配室4、焊件裝配機(jī)器人5、真空獲得系統(tǒng)6以及控制系統(tǒng)7，離子轟擊去膜室1、磁控濺射鍍膜室2以及真空焊接室3分別從不同方向通過金屬管道8與焊件裝配室4連通，金屬管道8上安裝有實(shí)現(xiàn)各真空室的連通與隔斷的閘閥門9，焊件裝配室4中央設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的、工作臂可分別伸進(jìn)離子轟擊去膜室1、磁控濺射鍍膜室2和真空焊接室3的焊件裝配機(jī)器人5，焊件裝配機(jī)器人5 —側(cè)的焊件裝配室4內(nèi)設(shè)有內(nèi)部安裝焊件托架10，內(nèi)部安裝焊件托架10 —側(cè)的焊件裝配室壁上設(shè)有手套接口 4-1，手套接口 4-1上部的焊件裝配室壁上設(shè)有一個(gè)觀察口 4-2，離子轟擊去膜室1、磁控濺射鍍膜室2、真空焊接室3和焊件裝配室4分別設(shè)有真空獲得系統(tǒng)6，也就是說離子轟擊去膜室1、磁控濺射鍍膜室2、真空焊接室3和焊件裝配室4分別設(shè)有真空獲得系統(tǒng)6，真空獲得系統(tǒng)6的結(jié)構(gòu)及與室的連接與現(xiàn)有技術(shù)相同，此不贅述，離子轟擊去膜室、磁控濺射鍍膜室、真空焊接室、焊件裝配室、焊件裝配機(jī)器人及真空獲系統(tǒng)的控制裝置由控制系統(tǒng)控制，其連接關(guān)系與現(xiàn)有技術(shù)相同，此不贅述。
[0016]本發(fā)明所述的離子轟擊去膜室I設(shè)置在支架上，離子轟擊去膜室側(cè)壁上設(shè)有接口
1-1，接口l-ι經(jīng)金屬管道與焊件裝配室4相連通，金屬管道上安裝有連通與隔斷的閘閥，離子轟擊去膜室4另一側(cè)壁和上壁分別設(shè)有一個(gè)觀察口 1-7和接口離子源1-2，離子轟擊去膜室I內(nèi)的工作臺(tái)面上設(shè)有行走機(jī)構(gòu)1-3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-4、焊件托盤1-5及加熱器1-6。所述行走機(jī)構(gòu)由履帶、滾輪和驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與主動(dòng)滾輪連接，實(shí)現(xiàn)行走傳動(dòng)，將焊件輸送到焊件托盤，焊件托盤上設(shè)有加熱器，上述各部分的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系與現(xiàn)有技術(shù)相同，此不贅述。
[0017]本發(fā)明所述的磁控濺射鍍膜室2側(cè)壁上設(shè)有接口 2-1，接口 2-1經(jīng)金屬管道與焊件裝配室4相連通，金屬管道上安裝有連通與隔斷的閘閥門，磁控濺射鍍膜室4另一側(cè)壁上濺射靶接口 2-2，磁控濺射鍍膜室4內(nèi)的工作臺(tái)面上設(shè)有行走機(jī)構(gòu)2-3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)2-4、焊件托盤2-5及加熱器2-6。所述行走機(jī)構(gòu)由履帶、滾輪和驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與主動(dòng)滾輪連接，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)傳動(dòng)，將焊件輸送到焊件托盤，焊件托盤上設(shè)有加熱器，上述各部分的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系與現(xiàn)有技術(shù)相同，此不贅述，磁控濺射鍍膜室4側(cè)壁、上部及后部分別設(shè)有觀察口
2-7，上述各部分的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系與現(xiàn)有技術(shù)相同，此不贅述。
[0018]本發(fā)明所述的真空焊接室3側(cè)壁上設(shè)有接口 3-1，接口 3-1經(jīng)金屬管道與焊件裝配室4相連通，金屬管道上安裝有連通與隔斷的閘閥門，真空焊接室3內(nèi)的工作臺(tái)面上設(shè)有加壓裝置3-2、