天然气钎焊炉
您当前的位置 : 首 页 > 新闻中心 > 常见问答

关于连续式 气体 保护钎焊炉可能出现的问题

2020-03-19
  在使用、操作该设备前请详细阅读和了解本资料的说明及氨分解炉的说明在完全掌握操作的情况下然后进行操作。
一、结构简介
该设备由加热炉、电控部分及氢气发生净化装置三大部分组成。
(1)加热炉由炉体、传送料机构、冷却机构三部分组成。炉体外壳由钢板和型钢焊接而成,炉膛与炉壳之间采用耐高温硅酸铝纤维毡和超轻质耐火材料作隔热保温材料,保温性好。
  炉胆采用OCr25Ni20Si2(310S)耐高温合金材料焊接而成,配备伸缩装置,提高炉胆使用寿命。电热元件安装采用上下分布,便于在高温状态下更换电器元件。传送料机构由电磁调速机及级摆线针轮,滚桶传动等组成。水冷机构由内层不锈钢材料和外层A3材料焊接而成。
  
(2)电控部分
电控部分由加热炉温度控制和机械传动控制及点火组成。温度控制在三个加热区设温控点,采用日本富士仪表,PID方式控制固态继电器进行控温。
二、加热炉的烘炉
设备安装完成后,开始使用前必须进行各加热区的烘炉工作,以除去炉衬内的水份,提高绝缘性能,加强炉衬结构强度,经烘炉后的炉衬还可减少在使用过程中因迅速升温导致耐火材料发生开裂而损坏炉衬的现象。
  
烘炉时间按下表进行:
烘炉起点温度(℃) 保温温度(℃) 保温时间(小时)备注
0-250-400-550-615 开动网带 开动水冷开动网带 开动水冷开动网带 开动水冷开动网带 开动水冷开动网带 开动水冷
注:(1)设备长期搁置(半年以上)重新使用时,应按以上规定进行烘炉。
  
(2)烘炉温度升至300℃时应打开氮气进行小流量排放,预防炉胆、网带产生氧化物。
三.操作顺序
(1) 打开水冷室进出水阀门,控制进水流量大小。
(2) 开启3区加热开关,设定调节控制温度参数。
(3) 调节调速器参数,开启传动网带运转。
  
(4) 正常使用时,开炉按照如下加热升温台阶进行:
三区升温至:300℃ 保温30分 然后升至615℃
550℃ 保温30分 然后升至615℃
615℃ 保温30分 然后升至所需温度 
(阶段升温可减少炉罐加热时温度不均而变形,同时给予炉罐加热时长度伸长速率有一缓冲,又可防止炉温快速升温,电热元件表面温度过高而损坏)。
  
(5) 设备烘炉或开炉,当炉温在300℃左右时应小流量通入氮气(1-1。5m3/小时)超过500℃时逐步增加到4-8m3/小时, 
3。3 炉加热区结构 
炉加热区结构有两种: 
(1) 由耐热及保温材料砌筑而成的炉膛内置马弗套,马弗套由耐热合金钢经成型焊接而成。
  这种结构由于密封性好,故节省保护气,铝制产品的焊接,由于焊接温度低,不会有这方面的麻烦。 
(2) 炉膛完全由耐热及保温材料砌筑而成,无马弗套。这种结构的优点是,由于无马弗套,其炉膛使用寿命长,根据工厂经验,5年或更长时间内,炉膛不必大修。
  3.4 传送机构 
对于连续式钎焊炉,传送方式有两种: 
(1) 网带传送机构 
该机构由变频调速器、电机、行星摆线减速器驱动主动轮、导向轮托辊及张紧装置来完成网带的定向运动。传送速度一般在100~500mm/min之间可调,它具有结构紧凑,传送平衡、可靠等特点。
  工人操作简便,自动化程度高。缺点是,在钢制零件的铜钎焊时,网带在高温下工作,产生热蠕变,网带越拉越长,要不断调整张机构,张紧装置调整量不足时,要剪切链条,最终导致失效。而且,由耐热钢制成的链条高温加热后,晶粒粗大变脆、易断,剪接困难。但对于铝制产品的焊接,由于焊接温度低,不产生此麻烦。
   
(2) 推舟机构 
这种机构的进料口开在炉的侧面,将摆放工件的舟板从侧口推入炉内,炉体长度方向上有一气缸,将舟板向前推进后,缸杆退回,再续另一个舟板,如此复一舟推一舟,工件从进料区进入钎焊区、冷却区直至出炉口。它和网带结构均连续传送,只不过网带匀速传送,推舟为步进式传送。
  它的优点是传送结构简单,一个气缸即可,无网带高温蠕变之虑。舟板一般为石墨制成,价格便宜,不足之处是工人装卸工件略显麻烦。 
4、 连续式气体保护钎焊炉的应用 
由于连续式气体保护钎焊炉类型较多,所焊工件品种也较多,不能一一列举,现以铝制散热器的焊接为例,介绍这种钎焊炉及其产品的焊接。
   
这种钎焊炉总长一般均在20~30m以上,一般由以下几个部区组成: 
(1) 喷淋钎剂区 
工件摆放在传送带上,传送带以一定的速度匀速传动,工件进入喷淋钎剂区时,门架上一个喷头以一定的角度向下喷混合好的钎剂水混合液。钎剂一般采用Noclok无腐蚀钎剂。
  钎剂浓度在5%~25%范围内,液体钎剂在毛细作用下渗入钎焊缝隙,多余的的钎剂在重力作用下从工件非连接面上脱落。 
(2)空气吹落区 
工件随网带运动进入该区。由于工件上的多余钎剂仅靠重力脱落有限。在该区用风机向工件上吹风,以使多余的钎剂吹落掉。
  这两区吹落的钎剂落入接水槽中经泵抽至钎剂储罐。循环使用。 
(3)干燥区 
该区的作用是清除钎剂中的水分及工件表面吸附的空气水分,防止工件携带空气水分有害气体直接进入钎焊炉高温区,导致金属表面氧化。同时,工件及夹具因受热不均发生变形。干燥区温度一般≤110℃。
   
(4)加热区 
典型的钎焊炉加热区长度一般为7~8m左右,分4个控温段。每个控温段加热元件热功率独立可调,可灵活的设置各控温段的温度,保证工件在最短的时间内均匀地升至钎焊温度。工作升至温度后有一段非加热区,其长度约为1~1。2m。
  整个钎焊加热区设置10个测温点,监测炉温的变化。各控温段温度,工作传送速度等焊接参数设定、测量、反馈控制以及生产程序,采用CPU计算机及PLC实现。 3、连续式气体保护钎焊简介 
3.1保护气氛 
目前在汽车行业应用的钎焊炉,其保护气氛有四种,即氮分解气氛、石油液化气燃烧气氛,高纯氮气及氮基可控气氛。
   
3.1.3 氮基可控气氛 
所谓氮基可控气氛是指气氛中90%以上为氮气,10%以下为活性气体,而且两气体的比例可调,其中进入炉膛的氮气纯度要达5个9以上。 
瓶装氮气或小型的制氮机的氮气纯度一般为99.5%,要使其纯度达到99.9995%,必须对其加以纯化处理,纯化原理如下: 
CH3OH→CO+2H2↑ 
2CO+O2→2CO2↑ 
2H2+O2→2H2O 
采用甲醇裂解产生的CO、H2和氮气中的氧反应,除掉氮气中的氧,从而使氮气纯度达99。
  9995%,而多余的CO和H2(1%~10%可调)作为活性气氛进入炉内起到保护钎焊的作用。汽车零部件中的钢制零件均可采用上述保护气氛。该气氛的特点: 
(1) 安全。气氛中含有90%以上氮气,还原性气体仅占10%,其安全性显而易见。 
(2) 节能,方便。
  一般大型工厂有氮气管道,只要将氮气接到钎焊炉上的氮气净化装置即可使用。无氮气管道的,困采用小型制氮机。空气经气体压缩后进入分子筛,经分子筛吸附即可得到氮气。这种制氮法即PSA法,设备简单,成本低,推广前景很好。 
3.1.4 高纯氮气 
瓶装氮气或制氧机产生氮气,如上所述一般纯度达99。
  5%,但在汽车铝制散热器、汽车空调蒸发器、冷凝器、水箱等铝制产品必须在99。9995%氮气纯度下才可满足焊接要求,所以也必须对氮气进行纯化处理。它的处理方法和氮基可控气氛的处理不同,它采用无氢纯化处理方法。详细情况,这里不做叙述。这种气氛仅用于汽车铝制品的焊接。
   
3.2 加热元件的种类 
3.2.1 SiC棒 
在钢制零件焊接所使用的钎焊炉,大都采用SiC棒,因这类零件焊接大都采用无氧铜钎焊,钎焊温度较高,一般在1120~1130℃左右,而SiC棒使用温度可达1200℃。采用SiC棒加热元件保护气氛,如采用氮气,炉膛采用马弗套,避免气体和SiC接触,因氮气和SiC在高温下产生反应,降低其使用寿命。
   
3.2.2 Ni?Cr丝 
在国外进口的钎焊炉中,广泛使用Ni?Cr丝,但保护气氛一般采用丙烷燃烧气氛且保护气氛发生装置大都为内置式,因燃烧反应是放热反应,即可节省能量又可减少Ni?Cr丝的负担,也可以用于钢制零件的铜钎焊。 
3.2.3 Fe?Cr?AL丝 
这种加热元件是我国近年来研制成功的,它的使用温度高且成本低,应用前景很好,但同SiC棒一样,在炉膛设计时,如采用的气氛为氮气,炉膛应为马弗结构,以避免炉丝和氮气接触,降低其使用寿命。
   
四、钎焊结束后操作规程
(1) 钎焊结束后依次关闭加热炉电控制柜上的各区开关,然后关闭水冷。(网带停止时可关闭水冷)
(2) 关闭分解炉上的?#27668;体出口阀?#65292;不论连续炉工作与否都不能关闭连续炉上的进气总阀和2只气体流量计的截止阀。
  
(3) 工作结束停炉降温,应维护小流量氮气通气1-2m3/小时,通气直至300℃以下才可停气。
(4) 网带在停炉降温后应连续工作直至炉温降至600℃时方可停止。
五、操作注意事项
(1)在设备使用时周围10米内无吸烟、电焊,用电器有火花的设备应远离。
  
(2)排除故障或维修期间,炉温在350℃以上应排放氮气,不能停气。
(3)故障排除,安装好后,炉温在700℃时通小流量氨分解气(2-3m3/小时)待点火处点上火,再逐步加大流量。
(4)平时准备二瓶氮气备用,当氨分解设备或供气系统发生故障或氨瓶断气时可供氮气保护炉罐及产品氧化,为修复后重新通气进行生产作准备。
  
(5) 开动设备前先检看减速机机油情况,不足时应立即补给,各传动轴承注意经常加油。
(6) 烘炉工作结束后,检查一次传动机构情况,链条松紧情况。
(7) 在设备使用一二次后对炉体上加热元件连接铜排的螺栓全面复紧一次,扭紧螺栓时要用二把板手,使加热元件引出棒不能旋转。
  (防止断裂)
加热区各段温度及作用如下: 
工件自干燥区进入加热区后,工作温度由110℃升至约565℃,此时工件进入加热阶段。工件继续传送至温度为565~570℃的区域,钎剂熔融,除去A1表面氧化物。当工件进入577~605℃区域时,钎料熔融,焊接面形成焊缝,此后进入加热区的非加热段缓冷。
  加热区的温度一般660℃。 
(5)冷却区 
工件自加热区出来后,进入冷却区。工件在此区冷却,焊缝固化,钎剂也固化并留在部件表面。 
冷却区分为水冷壁冷却、气冷及空冷。水冷壁冷却区长度为3~4m,调节水流量,可调节工件降温温度梯度。
  气冷段一般和钎焊加热炉分离,鼓风机吹入压缩空气,冷却工件,气冷后接空冷,出炉温度一般小于150℃ 
铝制散热器的焊接,采用Noclok钎剂必须采取高纯氮气保护,氮气的纯度为99。9995%,露点为-40℃。保护气体的用量炉尺寸1000mm-000mm-50-7000mm为例,其在生产状态下为50m3/h,空载时小于20m3/h。
   
钎焊工艺几点说明: 
(1) 工件喷洒钎剂前,要通过清洗步骤,去除残余的油污。 
(2) 在干燥区,干燥温度不可过高。一般在200℃以下。如超过250℃。铝表面会形成高温氧化物,这些氧化物很难被Noclok钎剂去除。 
(3) 氮气在炉内最关键的钎焊段流入而流向炉的入口和出口处。
  以此防止炉外杂质气体的侵入。当部件进入关键的钎焊段时,炉内保护气氛已形成。其露点≤?0℃而O2浓度<100?0-6这些是获得钎焊效果所必须的条件。 
(4) 在300?60℃范围内,微量的KALF4蒸发与所存在的湿气反应生成微量的HF。
  因此必须严格控制露点,不仅是提供钎焊气氛,而且是尽量减少HF的生成。 
(5) 冷却后,钎剂残渣留于部件表面,形成厚度为1?μm的粘膜。钎剂残留层不吸湿,无腐蚀性,不溶于水性溶剂。如需喷漆或转化为喷粉,则不需进一步表面处理。残余物是加在防腐的保护层,残余物薄层在热交换过程中不会出现碎裂。
   
5.结论 
随着我国汽车工业的飞速发展,气体保护连续钎焊炉的应用愈来愈广泛,而它的应用对提高产品质量及生产效率具有极大的促进作用。 
我国的科研单位应大力开发和研制各种类型的钎焊炉,以适应经济发展的需要。同时,我国的工矿企业应尽量采用我国自行研制的钎焊设备,以降低生产成本,提高效益,同时为国家节省外汇。
  总之,连续式气体保护钎焊炉的大量应用,必将促进企业的科技进步,提高劳动生产率,其前景十分广阔。 
连续式气体保护钎焊炉的发展现状及其应用
1、 前言 
在汽车行业中,连续式气体保护钎焊是一种非常重要且应用十分广泛的方法,尤其是在汽车散热器和汽车三滤等零部件的焊接中更是如此。
  我国自20世纪80年代以来,从国外陆续引进了各种类型的气体保护钎焊炉,促进了产品质量及生产效率的提高。自上个世纪90年代以来,我国的科研单位也相继开发出了用于铝制散热器的氮气保护钎焊炉及用于其它钢制及铜制零部件的氮基可控气氛钎焊炉,促进了我国汽车行业的发展,同时为国家节约了大量外汇。
   
2、 国内气体保护连续钎焊炉发展现状 
目前,我国开发研制的气体保 护钎焊炉,大都仿制进口产品。其中用于铝制散热器等其它铝制品的钎焊炉和进口产品几无二致,这是受Noclock工艺制约的结果,只不过有的使用厂家为减少投资要求开发单位简化。
  如湖北某厂家要求将钎剂喷淋、空气吹落、工件干燥置于炉外处理。处理好后直接进钎焊炉焊接。即使这样,我国大多数用户对该设备的投资也很难承受。如此一来,我国东北某公司为适应这种要求,开发出了单室不连续钎焊炉,其投资大大降低。但相应降低的还有效率和质量的稳定性,可以说,这也是没有办法的办法。
  钎焊铝制品对控温精度及加热区的均匀性要求很高。开发这种钎焊炉对国内的研究单位来讲,难度还是很大的。为此,国内东北某研究单位采用了和日本某公司合作的方式,但由于其技术和关键器件均来自于日本,所以成本下降不多,价格上的优势不大。开发出性能满足焊接要求,同时价格上也能为用户接受的气体保护钎焊炉,只有在吸收国外先进技术的基础上,走国产化这条路。
  目前天津某研究所就是采取了这种方式。 
钢制零件的硬钎焊炉和进口产品相比,有如下不同: 
(1)进口钎焊炉的保护气氛大多为石油液化气。而我国现大部分还采用氨分解气。实际上在西方发达国家,保护气氛基本上采用两种:a石油液化气;b氮基气氛。其中氮基气氛最有发展前途。
  现在能源危机不仅威胁着我国,也威胁着整个世界。我们知道,空气中含有78%的氮气,是取之不尽用之不竭的。现在我国大多数还采用氨分解气,主要原因有两个:一是氨分解气制备简单;二是国内对氮基气氛的宣传不够,广大用户对此不太了解,影响了推广。 
(2)国内的保护气氛发生装置大多置于炉外。
  在炉外产生保护气通往炉内起保护作用。而我国引进的钎焊炉其保护气氛发生装置大多置于炉内,其优点很多,如节省面积,节省能耗,简化操作,从而节省投资等等,这种方式应大力推广。 
(3)加热元件:在参观和解剖国外进口硬钎焊炉时发现,其加热元件大多采用两种,一是电阻丝,二是管状加热器。
  我国则大多数采用SiC棒。本文作者多年从事钎焊炉的研究开发工作,目前正尝试对加热元件方式进行大胆改进,以比较其优缺点。 
(4)炉膛构造:国外进口成本硬钎焊炉,采用油耐热及保温材料砌筑而成的炉膛为多,属马弗结构。而我国这类炉几乎无一例采用了耐热钢制成的马弗结构。
   
另外在传送结构上,我国的研究单位应下大功夫。目前无论网带传送还是舟板传送,均有明显的缺点。据资料介绍,国外研究出了一种陶瓷网带,它没有改变传送方式,仍然方便工人操作;同时又没有金属网带的热蠕变及晶体长大的忧虑。这种网带如研制成功,将会大大降低钎焊炉的运行成本。
   
总之,我国在气体保护连续铝钎焊炉方面和国外尚有一定差距,而在用于钢、不锈钢、铜等材料的硬钎焊炉方面和国外差距不大,研究力度也在不断加大。20世纪80年代末以前,全国只有一家研究开发钎焊炉,而到目前为止,据笔者所掌握的情况,全国已有11家。
  这对我国汽车零部件制造业来讲,是一个福音。
 
连续式气体保护钎焊炉使用特别注意事项:
(1)炉运行时,先排空。
(2) 排空后,关闭阀门,先进行管道排放氮气进入炉体。


标签

下一篇:没有了

最近浏览:

相关产品

相关新闻

浙公网安备 33052202000339号