真空泵系统的合理配置与维护
选用合适的真空泵:在高真空钎焊炉工作温度达到 1200℃以上时,需要选择具有高抽气速率和良好极限真空度的真空泵。例如,扩散泵与机械泵组合是常用的配置。机械泵作为前级泵,先将炉内的大量气体抽出,达到一定的真空度后,扩散泵再进一步提高真空度。扩散泵能够在高温环境下有效工作,其抽气速率可以根据炉体的容积和所需的抽气时间来选择,以确保能够及时抽出炉内的气体,维持压力稳定。
真空泵的维护:定期检查和维护真空泵是保证压力稳定的关键。对于机械泵,要定期更换润滑油,防止润滑油因高温碳化而影响泵的性能。扩散泵则需要定期检查泵油的质量和液位,因为泵油在高温和高真空环境下会逐渐劣化。同时,要检查真空泵的密封性能,如密封垫圈等部件是否完好,任何微小的泄漏都可能导致炉内压力波动。
炉体的密封设计与检查
密封材料的选择:在 1200℃以上的高温环境下,炉体的密封材料需要具备良好的高温耐受性。例如,可选用金属密封材料,如镍基合金或不锈钢制成的密封垫圈。这些金属密封材料在高温下能够保持良好的弹性和密封性能,不会像普通橡胶密封材料那样在高温下老化、变形。同时,金属密封材料的放气率较低,有利于维持炉内的高真空度。
密封结构的设计与检查:炉体的密封结构应该设计成能够承受高温和内外压力差的形式。例如,采用双层密封结构或带有冷却通道的密封结构。双层密封结构可以提供冗余的密封保障,一旦一层密封出现问题,另一层还能维持密封。带有冷却通道的密封结构可以通过循环冷却水来降低密封部位的温度,提高密封材料的使用寿命。定期对炉体密封结构进行检查,如通过氦质谱检漏仪检测是否有泄漏点,及时发现并修复密封问题。
钎焊过程中的气体控制
原材料的预处理:在将工件放入高真空钎焊炉之前,要对钎焊材料和被焊接的工件进行充分的清洁和预处理。去除材料表面的油污、氧化物等杂质,因为这些杂质在高温下会产生大量的气体。例如,使用有机溶剂清洗工件表面的油污,通过酸洗或机械打磨的方式去除氧化物。这样可以减少钎焊过程中炉内气体的产生量,有助于维持压力稳定。
充入保护气体的控制:在某些情况下,可能需要在炉内充入少量的保护气体,如高纯氩气。当需要充入保护气体时,要通过精确的气体流量控制器来控制气体的充入量。并且,要根据炉内的压力传感器反馈的信息,实时调整气体的充入和抽出,使炉内压力保持在稳定的范围内。例如,设定一个允许的压力波动范围,当压力低于下限值时,适当充入保护气体;当压力高于上限值时,加快真空泵的抽气速度。
通过以上措施,可以有效确保高真空钎焊炉在1200℃以上钎焊时炉内压力的稳定,从而保证钎焊质量。