真空艙室氣體控制和監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種真空艙室氣體控制和監(jiān)測的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的飛速進(jìn)步，很多新型部件的設(shè)計(jì)制造對焊接精度和焊接質(zhì)量提出了更高的要求，有的需要在真空下進(jìn)行焊接以保證焊縫質(zhì)量。真空激光焊接通常用來進(jìn)行一些精密零件的加工。核反應(yīng)堆燃料組件中定位格架的焊接過程中，定位格架的材料為鋯合金，它由一批蜂窩狀柵元組成。傳統(tǒng)的真空室體積較大，真空室有效利用率低，抽真空時間長，真空度不能保證，極大的降低生產(chǎn)效率；而采用小型真空室，由于焊接過程會產(chǎn)生大量煙塵和熱量，在焊接時間較長，焊點(diǎn)較多的情況下，焊接煙塵較大，加工窗容易積灰，影響激光的透射，而加工窗的透光率下降會使其溫度上升，而且焊接艙室內(nèi)熱量也增大，這可能會使加工窗受熱爆裂，并且真空室內(nèi)的氣體環(huán)境質(zhì)量和溫度不能保證適合鋯合金格架的焊接要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有真空焊接室體積大、抽真空時間長、生產(chǎn)效率低，而體積小的真空焊接室焊接過程中產(chǎn)生的煙塵和熱量影響激光的透射、容易導(dǎo)致加工窗受熱爆裂、存在安全隱患的問題，提供了一種真空艙室氣體控制和監(jiān)測方法。
[0004]本發(fā)明所述真空艙室氣體控制和監(jiān)測方法，該氣體控制和監(jiān)測方法的具體過程為:
[0005]步驟1、開啟真空栗V1，抽出真空室A和真空室B內(nèi)的氣體；
[0006]步驟2、開啟采樣栗V2，對氬氣的水氧成分進(jìn)行標(biāo)定；
[0007]步驟3、判斷要充入的氬氣水氧成分是否達(dá)到設(shè)定值，如果是則執(zhí)行步驟4，如果否則返回執(zhí)行步驟2 ;所述氬氣水氧成分的設(shè)定值為:體積分?jǐn)?shù)Ar多99.999X 10 2，O2^i 2ppm，H 20 4ppm ；
[0008]步驟4、同時向真空室A和真空室B內(nèi)充入氬氣；
[0009]步驟5、判斷真空室A內(nèi)的氣體水氧成分是否達(dá)到設(shè)定值，如果是則執(zhí)行步驟6，如果否則返回執(zhí)行步驟4;
[0010]步驟6、判斷真空室B內(nèi)的氣體水氧成分是否達(dá)到設(shè)定值，如果是則執(zhí)行步驟7，如果否則返回執(zhí)行步驟4;
[0011]步驟7、在真空室A和真空室B內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)，排出焊接過程產(chǎn)生的煙塵和熱量，同時判斷真空室A和真空室B內(nèi)的氣體水氧成分是否達(dá)到設(shè)定值，如果是重復(fù)執(zhí)行步驟7，如果否則返回執(zhí)行步驟4;
[0012]步驟8、焊接作業(yè)完成，排出真空室A和真空室B內(nèi)的氣體。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提出了一種真空艙室氣體控制和監(jiān)測方法，適用于激光真空焊接作業(yè)，通過真空充氬過程使得真空室氣體水氧含量達(dá)到試件的要求，在真空室的側(cè)壁上設(shè)置有噴嘴，保證了真空室內(nèi)氬氣的均勻度；本發(fā)明包括兩個獨(dú)立的真空室，能夠同時進(jìn)行焊接和焊前準(zhǔn)備工作，提高了生產(chǎn)效率，通過壓力傳感器對真空度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的真空度時，關(guān)閉抽真空管路的電磁閥，再停止真空栗，充氬操作在抽真空后進(jìn)行，通過電磁閥控制充氬的啟停，采用氣體壓力傳感器監(jiān)測氬氣的壓力，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的壓力時，關(guān)閉充氬的電磁閥。
[0014]本發(fā)明提出的真空艙室氣體控制和監(jiān)測方法，真空焊接室體積比較小，每個真空艙室的體積約為0.lm3，真空栗的抽速能夠達(dá)到27L/s，每個真空艙室抽真空的時間約2-3min，效率很高；真空艙室的極限真空度為50Pa，工作真空度為4000Pa ;在抽真空后充氬之前要進(jìn)行水氧標(biāo)定，保證了真空度；在焊接過程中，不斷充入氬氣，使得焊接過程產(chǎn)生的煙塵和熱量跟隨氬氣排出，防止由于真空艙室內(nèi)熱量過高引起不安全的問題。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明所述真空艙室氣體控制和監(jiān)測方法的原理圖；
[0016]圖2是真空艙室氣體控制和監(jiān)測裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述真空艙室氣體控制和監(jiān)測方法，該氣體控制和監(jiān)測方法的具體過程為:
[0018]步驟1、開啟真空栗V1，抽出真空室A和真空室B內(nèi)的氣體；
[0019]步驟2、開啟采樣栗V2，對氬氣的水氧成分進(jìn)行標(biāo)定；
[0020]步驟3、判斷要充入的氬氣水氧成分是否達(dá)到設(shè)定值，如果是則執(zhí)行步驟4，如果否則返回執(zhí)行步驟2 ;所述氬氣水氧成分的設(shè)定值為:體積分?jǐn)?shù)Ar多99.999X 10 2，O2^i 2ppm，H 20 4ppm ；
[0021]步驟4、同時向真空室A和真空室B內(nèi)充入氬氣；
[0022]步驟5、判斷真空室A內(nèi)的氣體水氧成分是否達(dá)到設(shè)定值，如果是則執(zhí)行步驟6，如果否則返回執(zhí)行步驟4;
[0023]步驟6、判斷真空室B內(nèi)的氣體水氧成分是否達(dá)到設(shè)定值，如果是則執(zhí)行步驟7，如果否則返回執(zhí)行步驟4;
[0024]步驟7、在真空室A和真空室B內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)，排出焊接過程產(chǎn)生的煙塵和熱量，同時判斷真空室A和真空室B內(nèi)的氣體水氧成分是否達(dá)到設(shè)定值，如果是重復(fù)執(zhí)行步驟7，如果否則返回執(zhí)行步驟4;
[0025]步驟8、焊接作業(yè)完成，排出真空室A和真空室B內(nèi)的氣體。
[0026]本實(shí)施方式中，步驟7在真空室A和真空室B內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)時判斷真空室內(nèi)的氣體水氧成分是否達(dá)到設(shè)定值，該步驟中的水氧成分判斷過程與步驟5和步驟6中的判斷過程相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】二、下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，步驟I所述抽出真空室A和真空室B內(nèi)的氣體的具體過程為:
[0028]步驟1-1、開啟電磁閥J1，經(jīng)過過濾器抽出真空室A內(nèi)的氣體；
[0029]步驟1-2、采用壓力傳感器Yl1Al2檢測真空室A內(nèi)的氣體，判斷真空室A內(nèi)的氣體真空度是否達(dá)到工作真空度，如果是則執(zhí)行步驟1-3，如果否則重復(fù)執(zhí)行步驟1-2 ;
[0030]步驟1-3、關(guān)閉電磁閥J1，開啟電磁閥J2，經(jīng)過過濾器抽出真空室B內(nèi)的氣體；
[0031]步驟1-4、采用壓力傳感器Y21；/Y22檢測真空室B內(nèi)的氣體，判斷真空室B內(nèi)的氣體真空度是否達(dá)到工作真空度，如果是則執(zhí)行步驟1-5，如果否則重復(fù)執(zhí)行步驟1-4 ;
[0032]步驟1-5、關(guān)閉真空栗V:。
[0033]【具體實(shí)施方式】三、下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式二作進(jìn)一步說明，步驟2所述對氬氣的水氧成分進(jìn)行標(biāo)定的具體過程為:
[0034]步驟2-1、開啟電磁閥J11,氬氣通過壓力表ZjP電磁閥J ^充入流量調(diào)節(jié)閥T 1；
[0035]步驟2-2、開啟電磁閥J12，標(biāo)定氣體通過電磁閥J12充入流量調(diào)節(jié)閥T 1；
[0036]步驟2-3、經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥！\的氬氣和標(biāo)定氣體經(jīng)過過濾器f 4充入水含量分析儀Ii;
[0037]步驟2-4、經(jīng)過水含量分析儀I1的氬氣和標(biāo)定氣體經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥T 2充入氧含量分析儀I2;
[0038]步驟2-5、經(jīng)過氧含量分析儀12的氬氣和標(biāo)定氣體經(jīng)過采樣栗V 2和單向閥D 3排出。
[0039]本實(shí)施方式中，通過電磁閥J11和電磁閥J 12控制氬氣和標(biāo)定氣體的充入量。
[0040]【具體實(shí)施方式】四、下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式三作進(jìn)一步說明，步驟4所述同時向真空室A和真空室B內(nèi)充入氬氣的具體過程為:
[0041]步驟4-1、開啟電磁閥J3、電磁閥J4、氣體流量控制器匕、電磁閥J5、電磁閥J6和氣體流量控制器b2;
[0042]步驟4-2、氬氣通過電磁閥J3、電磁閥J4和氣體流量控制器b丨充入真空室A，氬氣通過電磁閥J5、電磁閥J6和氣體流量控制器b 2充入真空室B ;
[0043]步驟4-3、采用壓力傳感器Yl1Al2檢測真空室A內(nèi)的氣體，判斷真空室A內(nèi)的氬氣壓力是否達(dá)到設(shè)定值，如果是則執(zhí)行步驟4-4，如果否則重復(fù)執(zhí)行步驟4-3 ;所述氬氣壓力的設(shè)定值為4000Pa ;
[0044]采用壓力傳感器Y2i/Y22檢測真空室B內(nèi)的氣體，判斷真空室B內(nèi)氬氣壓力是否達(dá)到設(shè)定值，如果是則執(zhí)行步驟4-5，如果否則重復(fù)執(zhí)行步驟4-3 ;
[0045]步驟4-4、關(guān)閉電磁閥1和電磁閥J 4;
[0046]步驟4-5、關(guān)閉電磁閥上和電磁閥J 6。
[0047]【具體實(shí)施方式】五、下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對實(shí)施方式四作進(jìn)一步說明，步驟5所述判斷真空室A內(nèi)的氣體水氧成分是否達(dá)到設(shè)定值的具體過程為:
[0048]步驟5-1、開啟電磁閥J9;
[0049]步驟5-2、真空室A內(nèi)的氣體經(jīng)過過濾器f2、電磁閥JjP過濾器f 4充入水含量分析儀工1;
[0050]步驟5-3、經(jīng)過水含量分析儀^的氣體經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥T 2充入氧含量分析儀I 2;
[0051]步驟5-4、經(jīng)過氧含量分析儀I2的氣體經(jīng)過采樣栗V2和單向閥D3排出；
[0052]步驟5-5、根據(jù)水含量分析儀IJP氧含量分析儀I 2的測量結(jié)果判斷真空室A內(nèi)的氣體水氧成分是否達(dá)到設(shè)定值；
[0053]其中