一种双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置的制作方法

1.本发明属于自动化工业生产技术领域，具体涉及一种双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置。


背景技术：

2.真空等离子焊箱是钛合金等有色金属制造过程的主要设备之一，钛合金电极块在组拼后经过等离子焊箱焊接形成待熔化电极，电极块在被焊接成待焊电极过程中极易氧化，需要在氩气保护下进行焊接。目前采取流程为等离子焊箱预抽真空，其真空度和漏气率达到工艺要求后再进行氩气回填炉室至工艺要求。现有的充氩系统由于一侧承受高压氩气，一侧需承受真空负压，现有的阀门极易发生因高压氩气冲击发生漏气造成物料氧化，同时氩气回填过程中时需手动打开多处阀门，操作繁琐。
3.中国专利cn209078013u公开了一种预抽真空氩气保护三枪式等离子焊箱，等离子焊箱包括充氩系统，充氩系统包括氩气瓶和氩气流量控制系统，氩气瓶经减压汇流排后分五路，其中一路供炉室内充氩气达到工艺要求的压力，其中三路经二次降压通过气体浮子流量控制器供三个等离子焊枪产生等离子体使用，另外一路供炉室内的氩气吹尘装置使用。该装置通过设置氩气流量控制系统经减压后填充压力：但是其充氩系统依然存在上述缺陷，即阀门由于一侧承受高压氩气，一侧需承受真空负压，阀门极易发生因高压氩气冲击发生漏气造成物料氧化的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种双工位等离子焊箱自动充氩气装置，通过设置合理的阀门及接入控制系统，降低了充氩管路漏气故障出现的频率以及物料在焊接过程中氧化的概率，同时也简化了操作流程，生产成本降低。
5.本发明采用的技术方案为一种双工位等离子焊箱自动充氩气装置，包括：充气装置、控制系统、两个焊箱炉室；所述充气装置包括气源、管路、气源阀门、可调开度高压电磁阀、第二高压电磁阀、气动真空电磁球阀、手动真空球阀；所述气源通过管路与两个焊箱炉室连通，在所述管路上，自所述气源一侧依次设置有气源阀门、可调开度高压电磁阀、第二高压电磁阀、气动真空电磁球阀、手动真空球阀；两个所述焊箱炉室上分别设置有压力检测装置；所述控制系统控制所述可调开度高压电磁阀、第二高压电磁阀及气动真空电磁球阀的开启和关闭。
6.优选地，所述气源阀门为气源总开关，且所述气源阀门设置为常开状态。
7.优选地，所述可调开度高压电磁阀包括可调执行器和阀体；所述控制系统与所述可调执行器连接；所述控制系统控制所述可调开度高压电磁阀的开度及实际开度信号的显示。
8.优选地，所述控制系统包括上位机、plc控制器；所述上位机与所述plc控制器通过线缆连接；所述上位机进行参数设定及显示；所述plc控制器依据设定的开度信号控制所述
可调开度高压电磁阀、所述第二高压电磁阀、所述气动真空电磁阀的依次开启，所述plc控制器依据所述压力检测装置的压力检测信号控制所述气动真空电磁球阀、所述第二高压电磁阀、所述可调开度高压电磁阀依次关闭。
9.优选地，所述第二高压电磁阀控制所述可调开度高压电磁阀与所述气动真空电磁球阀之间的管路的通断。
10.优选地，所述第二高压电磁阀与所述气动真空电磁球阀之间通过不锈钢外对丝接头连接。
11.优选地，每个所述焊箱炉室连接有两个支路，两个所述支路通过三通接头所述管路连通；所述支路位于所述气动真空电磁球阀和所述焊箱炉室之间；在两个所述支路上分别设置有所述手动真空球阀。
12.优选地，所述手动真空电磁球阀与所述三通接头之间通过高压软管连接。
13.优选地，所述高压软管耐压值≥8mpa。
14.优选地，所述压力检测装置为压力传感器。
15.本发明通过在可调开度高压电磁阀与气动真空电磁阀之间设置第二高压电磁阀，实现对气动真空电磁球阀的保护，避免高压氩气对气动真空电磁球阀及管路的密封造成损坏；通过控制系统控制各个阀门的有序开启和关闭，避免高压氩气对气动真空电磁球阀的密封造成损坏的同时，保持管路在关闭后还维持管路内氩气保持正压，避免空气进入管路中，降低因氩气管路漏气造成的物料在焊接过程中氧化的概率；通过控制系统控制可调开度高压电磁阀、所述第二高压电磁阀及所述气动真空电磁球阀的自动开启和关闭，简化现场操作人员充氩气操作流程，实现氩气充气的自动操作。本发明通过采用控制系统，及合理的阀门配置及开启和关闭顺序，提升了自动充氩气装置的运行稳定性，为焊接工序正常生产提供了有力保障。
附图说明
16.图1为本发明实例的结构流程图；
17.图2为本发明的控制示意图；
18.图中：1，气源；2，气源阀门；3，可调开度高压电磁阀；4，第二高压电磁阀；5，气动真空电磁球阀；6，三通接头；7，手动真空球阀；8，焊箱炉室；9，压力传感器；10，可调执行器；11，上位机；12，plc控制器；13，数字量输出；14，模拟量输入；15，模拟量输出。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，下面举较佳的实施例结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
20.如图1所示，本发明的双工位等离子焊箱自动充氩气装置，包括充气装置、控制系统、两个焊箱炉室8；充气装置包括气源1、管路、气源阀门2、可调开度高压电磁阀3、第二高压电磁阀4、气动真空电磁球阀5；其中，氩气源1通过管路与两个焊箱炉室8连通，在管路上，自氩气源1一侧依次设置有气源阀门2、可调开度高压电磁阀3、第二高压电磁阀4、气动真空电磁球阀5；两个焊箱炉室8上分别设置有压力检测装置；控制系统控制可调开度高压电磁阀3、第二高压电磁阀4及气动真空电磁球阀5的开启和关闭。
21.如图2所示，控制系统包括上位机11、plc控制器12，上位机11与plc控制器12通过专用线缆连接。上位机11用于参数设定及显示，参数设定包括开度信号。plc控制器12包括数字量输出13、模拟量输入14、模拟量输出15。数字量输出13用于将控制指令发送给第二高压电磁阀4及气动真空电磁球阀5控制其开启和关闭；模拟量输入14用于将压力检测装置的压力检测信号及可调开度高压电磁阀3的实际开度信号反馈至plc控制器；模拟量输出15用于控制可调开度高压电磁阀3的开启和关闭。
22.plc控制器12分别与可调开度高压电磁阀3、第二高压电磁阀4、气动真空电磁阀5连接形成闭环积分控制系统。
23.气源阀门2设置于氩气气源1出气口处，气源阀门2为氩气气源1的总开关，且气源阀门2设置为常开状态。
24.可调开度高压电磁阀3，设置于气源阀门2与第二高压电磁阀4之间的管路上，起到减压、控制气流量大小的作用，便于调节观察。可调开度高压电磁阀3包括可调执行器10、阀体，可调执行器10与阀体之间通过联轴器连接，通过可调执行器10控制阀体的开启和关闭，可调执行器10可控制的模拟电流信号为4-20ma。可调执行器10与plc控制器12连接，可调执行器10用来接收模拟量输出15输出的开启和关闭的控制信号，可调执行器根据接收的控制信号控制阀体的开启和关闭。同时，可调执行器10向plc控制器12的模拟量输入14反馈实际的开度信号，plc控制器12将实际的开度信号发送至上位机11并予以显示，当设定的开度信号与实际的开度信号一致时，plc控制器12控制第二高压电磁阀4和气动真空电磁阀5的依次开启。
25.第二高压电磁阀4的耐压值为120bar，通径为dn25，第二高压电磁阀4设置于可调开度电磁阀3与气动真空电磁球阀5之间，第二高压电磁阀4与plc控制器12连接。第二高压电磁阀4耐高压，可以避免高压氩气对气动真空电磁球阀5造成损坏。
26.气动真空电磁球阀5与第二高压电磁阀4之间通过不锈钢外对丝接头连接；气动真空电磁球阀5与plc控制器12连接。
27.每个焊箱炉室8连接有两个支路，两个支路通过三通接头6管路连通。支路位于气动真空电磁球阀5和焊箱炉室8之间；在两个支路上分别设置有手动真空球阀7。手动真空球阀与三通接头6之间通过高压软管连接，高压软管的耐压值≥8mpa。高压软管有效消除了充氩气的管路与焊箱炉室8之间的剪切应力，降低漏气风险。
28.手动真空球阀7的通径为dn25，手动真空球阀7设置为常开状态。当其中一个支路出现故障时，将其上的手动真空球阀7关闭进行检修以及漏气点排查，另一个支路正常工作，在不影响正常工作情况下，便于故障排查检修。
29.焊箱炉室8上设置有压力传感器9，压力传感器9连接plc控制器12，压力传感器9将实时检测的压力检测信号发送给plc控制器12的模拟量输入14。plc控制器12根据接收到的压力检测信号，控制气动真空电磁球阀5与第二高压电磁阀4的关闭。
30.本发明的操作流程：
31.首先，气源阀门2、手动真空球阀7处于常开状态。
32.在上位机11上输入开度信号以及设定参数，plc控制器12接收到输入的开度信号后，通过模拟量输出15将开度信号转换为模拟电流信号后发送到可调执行器10；然后可调执行器10通过联轴器让阀体执行开度命令，打开可调开度高压电磁阀3；然后，点击上位机
11上的开始充气按钮，可调执行器10将实际开度信号反馈至模拟量输入15，通过模拟量输入15将实际开度信号转换后并输入到plc控制器12，plc控制12将实际开度信号输入到上位机11界面予以显示，同时，plc控制12判断实际开度与设定开度是否一致；如果一致，则plc控制器12通过数字量输出13将开启控制指令发送给第二高压电磁阀4，控制控制第二高压电磁阀4打开，延时1～3s后，plc控制器12通过数字量输出13将开启控制指令发送到气动真空电磁球阀5，控制气动真空电磁球阀5打开。此时气源1开始填充氩气，压力传感器9实时检测焊箱炉室8压力，并将实时检测的压力检测信号通过模拟量输入14发送至plc控制器12；当填充氩气一段时间后，当压力传感器9检测的压力检测信号达到设定值时，plc控制器12数字量输出14分别将关闭控制指令分别发送给气动真空电磁球阀5和第二高压电磁阀4，控制气动真空电磁球阀5与第二高压电磁阀4依次关闭；延时1～3s后，plc控制器12通过模拟量输出15将关闭控制指令发送到可调执行器10，控制可调开度高压电磁阀3关闭，此时管路内仍然存在正压氩气，这样避免了空气进入氩气管路，充氩气过程完成。

技术特征：
1.一种双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置，其特征在于，包括：充气装置、控制系统、两个焊箱炉室；所述充气装置包括气源、管路、气源阀门、可调开度高压电磁阀、第二高压电磁阀、气动真空电磁球阀、手动真空球阀；所述气源通过管路与两个焊箱炉室连通，在所述管路上，自所述气源一侧依次设置有气源阀门、可调开度高压电磁阀、第二高压电磁阀、气动真空电磁球阀、手动真空球阀；两个所述焊箱炉室上分别设置有压力检测装置；所述控制系统控制所述可调开度高压电磁阀、第二高压电磁阀及气动真空电磁球阀的开启和关闭。2.根据权利要求1所述的双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置，其特征在于，所述气源阀门为气源总开关，且所述气源阀门设置为常开状态。3.根据权利要求1所述的双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置，其特征在于，所述可调开度高压电磁阀包括可调执行器和阀体；所述控制系统与所述可调执行器连接；所述控制系统控制所述可调开度高压电磁阀的开度及实际开度信号的显示。4.根据权利要求3所述的双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置，其特征在于，所述控制系统包括上位机、plc控制器；所述上位机与所述plc控制器通过线缆连接；所述上位机进行参数设定及显示；所述plc控制器依据设定的开度信号控制所述可调开度高压电磁阀、所述第二高压电磁阀、所述气动真空电磁球阀的依次开启，所述plc控制器依据所述压力检测装置的压力检测信号控制所述气动真空电磁球阀、所述第二高压电磁阀、所述可调开度高压电磁阀依次关闭。5.根据权利要求1所述的双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置，其特征在于，所述第二高压电磁阀控制所述可调开度高压电磁阀与所述气动真空电磁球阀之间的管路的通断。6.根据权利要求4所述的双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置，其特征在于，所述第二高压电磁阀与所述气动真空电磁球阀之间通过不锈钢外对丝接头连接。7.根据权利要求1所述的双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置，其特征在于，每个所述焊箱炉室连接有两个支路，两个所述支路通过三通接头所述管路连通；所述支路位于所述气动真空电磁球阀和所述焊箱炉室之间；在两个所述支路上分别设置有所述手动真空球阀。8.根据权利要求7所述的双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置，其特征在于，所述手动真空球阀与所述三通接头之间通过高压软管连接。9.根据权利要求8所述的双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置，其特征在于，所述高压软管耐压值≥8mpa。10.根据权利要求1所述的双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置，其特征在于，所述压力检测装置为压力传感器。

技术总结
本发明属于自动化工业生产技术领域，公开了一种双工位真空等离子焊箱自动充氩气装置，包括：充气装置、控制系统、两个焊箱炉室；充气装置包括气源、管路、及在管路上的阀门，自气源一侧依次设置有气源阀门、可调开度高压电磁阀、第二高压电磁阀、气动真空电磁球阀、手动真空球阀；气源通过管路与两个焊箱炉室连通；两个焊箱炉室上分别设置有压力检测装置；控制系统控制可调开度高压电磁阀、第二高压电磁阀及气动真空电磁球阀的开启和关闭。本发明通过选择合适的阀门及型号、设置合理的开度及顺序，既降低了充氩管路漏气故障出现的频率，又提升整套装置的运行稳定性。整套装置的运行稳定性。整套装置的运行稳定性。


技术研发人员：陈强 张澜 同朴超 赵培琪 祁毅力 曹轶轲 王庆 赵康 郭璞 李兆凯 罗文忠
受保护的技术使用者：西部超导材料科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/9/20