高精度真空钎焊炉焊接6061机载计算机机箱(2)
2.2、炉体设计
炉体部分是真空钎焊炉的主体部分，由炉筒和炉门两部分组成。炉筒是由双层钢板卷制焊接组成，内装有炉胆（即加热室）。炉筒的内壁和外壁分别用不锈钢和碳钢制成，中间是水套，炉筒上还设有水冷电极引入、热电偶引入、冷却管道、充气系统等装置。炉门采用椭圆形标准封头，封头亦为双层水套结构，可以前后开门，门上设有玻璃观察窗，方便安装进出工件。为保证炉体内的真空度，炉筒与炉门间采用燕尾密封槽， "O”型橡胶圈密封。
2.3、炉胆设计
炉胆是由六面加热体组成（四周面和前后面），分别置于炉体的导轨上和前后炉门上，可以方便更换炉胆。所有加热面均由不锈钢框架和五层反射屏组成。其中第一层屏为钼屏，其余四层为不锈钢屏。加热元件由数根钼丝组成，由九五瓷支撑绝缘，通过不锈钢连接柱固定在框架上。为了减少高温热膨胀引起的翘曲变形，每层反射屏均采用多块拼接组成。在该设备中没有选用镍铬作为加热元件，镍铬加热材料单从温度指标方面，它完全可以满足使用要求，但在高真空高温下，镍铬元素容易挥发，尤其是铬元素属于低蒸气压材料，会污染炉膛，影响钎料及工件表面元素含量，导致焊缝机械性能在后序热处理性能下降。
2.4、强冷系统构造
为了提高生产效率缩短工件在炉内的冷却时间，设备采用充氮气炉外循环冷却方式。主要由真空离心风机、热交换器、气动挡板阀、充氮阀和管路组成。
2.5、镁捕集器设计
钎焊6061机箱时，在炉内要放置适量的镁块，在高温高真空下，镁块很容易升华成蒸气，镁蒸气能够大大提高钎料的湿润能力，起到助钎剂的作用。但是大部分镁蒸气还是要被真空系统抽出炉体外，如果不进行净化处理，镁蒸气将会污染真空泵油及破坏转动部件运动。镁捕集器的作用就是将进入真空系统之前的镁蒸气变为镁固体沉积捕集，其原理选用叶片水冷凝板捕集结构，冷却介质水的温度不能大于20℃。
2.6、真空系统组成
6061机箱钎焊工作真空度要求10-3Pa 级，设计冷态极限真空度必须达到10-4Pa级，高出了一个量级，因而采用了KT800油扩散泵作为主真空泵，前级泵选用两台旋片式机械真空泵，同时配合一台合适的罗茨泵组成真空机组。
2.7、电气控制
六面加热元件的电源是由六台独立的磁性调压器供给。控制部分是由可控硅和微处理机组成的温度可编程控制与PLC组成的机械动作可编程控制组成，能够实现以下功能：
（1）温度可编程控制，由温控仪完成，通过PID自动调节。
（2）温度、真空度时时记录、显示：时时记录显示两种温度：控制热电偶温度和工件热电偶温度，工件热电偶监测的是机箱焊缝内部温度，可以在线掌握工件状况，及时调整温度工艺参数。
（4）断水、断电、超温、过流、断流、误操作现象等均采用报警和互连锁保护。
图3 控制系统原理图
3、结论
高精度真空钎焊炉为6061高强度机载计算机机箱的大规模生产提供了重要的工艺保障，使新技术得以推广应用。目前我单位不但能提供一流的真空钎焊设备，而且在钎焊工艺方面也有丰富的实战经验，该设备还广泛用于薄臂微波器件铝波导的钎焊，为精密钎焊工艺技术进步起到了积极的推动作用。
