真空釬焊爐的真空檢漏與維修

一、概述 
真空釬焊爐是熱處理的大型設備，能夠進行真空釬焊、真空退火、真空時效等多種加工。可編多個不同程序，能控制和編入上百個熱處理曲線點，分上、下、左右、前后六區控溫，有多點和單點溫度記錄儀以及過溫保護裝置，爐溫均勻性可控制在士3℃以內，另配有高純氮高流量強冷裝置。該設備具有裝爐量大、效率高，對復雜零件和有特殊要求的零件無需作補充工藝處理產品。

用途：主要用于鋁合金熱交換器等鋁制品真空釬焊,不銹鋼、鈦合金、硬質合金、高溫合金、有色金屬的釬焊及高速鋼、工模具鋼、軸承鋼、不銹鋼等材料的真空回火,以及有色金屬的時效和退火處理以及不銹鋼換熱器、機油冷卻器、不銹鋼保溫杯的真空釬焊。
技術特點：

1、采用分區式加熱器布置,使加熱區內溫度均勻性一致。
2.　真空氛圍中釬焊的,可保持工件的清潔和光亮。

二、真空釬焊爐真空系統的工作原理 
設備真空系統主要由真空室、泵系統和各控制閥及熱交換器組成。其中泵系統由機械泵、維持泵、羅茨泵、擴散泵構成。閥門包括前級閥（碟閥）、旁路閥（碟閥）、維持泵閥（碟閥）和高閥（板閥）組成，各閥門均為氣動閥，由PLC控制氣動閥進行控制。

真空釬焊爐由下列零部件組成：

1.KT-800型油擴散泵

2.ZJ-600型羅茨真空泵

3.2X-70型旋片式真空泵

4.2XZ-8型旋片式真空泵

5.DN800高真空氣動擋板閥

6.DN800水冷擋板

7.DN150高真空氣動擋板閥                  

8.DN100高真空氣動擋板閥

9.DDC-JQ80型電磁帶放氣閥

10.DDC-JQ32型電磁帶放氣閥

       金屬波紋管，真空管路等

真空爐加熱室主要零部件由下列設備組成：

1. 保溫層（硅酸鋁氈+炭氈+鉬屏）                                    

2. 石墨加熱器                                

3. 水冷電極組件                              

4. 石墨電極及石墨連接件                                    

5. 鉬拉桿                                      

6. 絕緣陶瓷件                                      

7. 石墨爐床                                

8. 石墨噴嘴                  

9. 鉑熱電偶  

加熱室主要由不銹鋼加熱室殼體、不銹鋼反射屏、石墨加熱器加熱器、陶瓷絕緣件、水冷電極、爐床等組成。采用多溫區閉環獨立加熱控溫方案。共設前門、后門、頂面、底面、左側、右側六個大區，共18個小區。電路與爐體絕緣性能良好，所采用的絕緣元件能防金屬化，又便于拆卸清理更換。爐膽設有冷卻氣體循環，均勻冷卻工件，爐膽便于清理。

真空爐強制氣冷裝置：                                      
1.風機電機（45kW）
2.密封引線電極
3.熱交換器（紫銅）                      
4.離心風機                                
5.導風裝置                              
6.水冷電機座及罩體
5.冷卻水系統                                      
1．電磁閥
2．手動球閥
3．回水箱
4．管路
真空爐自動充氣及分壓裝置 ：                                  
1．安全閥 
2．電磁閥
3．手動球閥                         
4．管路及接頭
真空爐氣動控制系統 ：                                      
 1．氣動三聯件
 2．電磁換向閥組
 3．管路及接頭                              
真空爐加熱電源:高性能晶閘管調壓器+變壓器（180kVA）                                
真空爐控制系統 ：                                            
1.FP23（400段，SHIMADEN）  
2.SR93型報警儀（SHIMADEN公司）                
3.CPM2A 60點可編程序控制器（OMRON公司）            
4.ZDF型數顯電阻電離復合真空計（成都）                  
5.100mm雙通道無紙記錄儀    
6.控制柜體                                      
7.其它電氣元件及電纜
8. 橡膠密封圈                                          
9. 料盤（1件） 

真空系統工作時，首一先啟動機械泵、維持泵和擴散泵（加熱），同時打開前級閥和維持泵閥，對擴散泵內進行抽真空。當真空度達到系統某一設定值時，羅茨泵啟動，同時旁路閥打開，前級閥關閉，此時對真空室進行抽低真空當擴散泵加熱至15090并且真空度高于10.67Pa（80mtorr）時，高閥打開，旁路閥關閉，前級閥打開。此時對真空室抽高真空，達到工藝要求的真空度以后，方可進行熱處理工作。熱加工過程完成后，由熱交換器對真空室充入高純氮氣進行強制冷卻，完成整個工藝過程。

三、故障現象 

對設備全面檢測，真空漏率實測值約155Pa/h（1.16torr/h），標準為0.667Pa/h（/h（5×10-3torr/h ），冷態真空度約0.444Pa（2.8×10-4torr），標準0.0013Pa（1×10-5torr），熱態zui高真空度約0.0119Pa（8.9×10-5torr）。熱態zui高真空度為空爐測量，測量值隨著爐溫的變化而變化，爐溫越高，真空度越高。正常情況下冷態真空度應高于熱態真空度，因此可知，該設備出現了反常現象。通過對不同材料試件進行測試，不銹鋼，出爐溫度80℃，色澤，淺藍色。可以確定爐體有漏點。

注:1托＝133.322帕　或　1帕＝7.5×10-3托

四、故障分析及判斷 
真空泄漏故障維修的關鍵，是看能否準確地判斷出故障點（泄漏點）。真空度抽不上去的原因可能有多個，也許真空機組的抽氣能力不夠，也可能是漏率偏高，又或為兩者比如，抽空時間相同而真空度偏低，這時候關閉主閥，如真空計指針很快下降，多數情況是真空室漏了，這時應先查出漏點。如真空計指針下降很慢，多數情況是真空機組抽氣能力不夠，這時可將重點放到查找真空泵及閥門的泄漏上，或是擴散泵油污染、氧化了，或是前級管路密封不好，泵油不足，或是泵油乳化，軸封漏油等。 根據以往真空設備的維修經驗，設備真空度在短時間內迅速下降，一般由爐蓋、板閥、碟閥等動態密封件老化、劃傷及氧化皮脫落至密封線上所致。可以通過清理更換密封件，手動開關閥門檢修或氦質譜檢漏儀檢漏，因本單位沒有氦質譜檢漏儀所以使用真空計檢漏法:使用酒精,丙酮等易揮發液體涂在可能泄漏的地方,如泄漏則酒精滲入并揮發,影響內部真空,如真空計讀數有變化,則表明該處泄漏。通過丙酮或酒精檢漏法等觀察真空度變化，仔細查找漏點。由于該設備真空室與外界接口較多，如連接法蘭、管道及真空管等，一時難找出漏點。另一方面，由于加工任務緊急，設備沒有太、長停機時間，不可能對所有接口逐一拆卸檢修。經過仔細觀察設備加工過程中真空度的細微變化，發現了反常現象，即熱態真空度高于冷態真空度，根據這一現象，從理論上加以分析可初步判定漏點可能在爐體的十二組加熱水冷電極上或者在爐內的熱交換器上如果漏點在熱交換器上真空度應該沒有這么高，加工出來產品的顏色也不是這樣。熱交換器上如果漏點就會滲透出水，滲透出來的水經過高溫氣化 產生水蒸氣，大家都知道水是由水分子構成的. 水分子是由2個氫原子和1個氧原子構成的.如果在真空系統中出現水分子真空度是不容易上去的，所以初步懷疑漏點在加熱電極周圍的密封圈上，因為加熱電極的密封圈可能老化或已受熱碳化，電極連接板上雖然有水冷卻裝置，但此處是發熱源，熱量較高，密封件容易老化。當密封件老化或碳化降低或失去彈性時，冷態真空度必然下降，只有當爐內加溫時，電極上的密封件受熱膨脹才能起到較好的密封作用。這一結論正好印證了上述的真空度反常現象，但缺乏實際檢測。

五、故障檢修及改進 
拆卸zui大懷疑點的上、下兩個區的電極，結果發現有兩組電極密封墊已經碳化，其他密封件也已經老化。更換原裝密封件后試機，與之前比較有所改善，冷態真空度0.006Pa（4.5×10-5torr），但該值距標準真空度仍差半個數量級。經反復裝調，仍沒有實質性改變，于是懷疑是原裝密封件達不到要求。因此對電極錐面的O形密封圈設計尺寸產生懷疑，錐面上原裝的O形圈截面直徑為3mm，密封槽深2.4mm，壓縮量只有0.6mm，該指標略低于真空密封的標準設計要求，O形圈的彈性張力不足，難以起到較好的密封效果鑒于這種情況，決定采用截面直徑為4mm的O形密封圈代替原裝密封圈，其壓縮量由原來的0.6mm增加至1.6mm。 再次開機測試，冷態真空度提高到0.0008Pa（6×10-6torr），超出該設備的設計真空度。真空漏率減少到0.04Pa/h（3×10-4torr/h ），優于設備的標準漏率。

六、結論 
 真空爐維修后，經過幾個月不停運轉，其真空度、漏率都非常穩定真空熱處理后的材料（PH15-5，18Ni）色澤均顯出金屬本色，設備進入正常工作狀態。