CN115555712A - 一种金属双层真空保温容器的密封装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属双层真空保温容器的密封装置及方法,装置包括设备底座、真空罩、真空***、焊接***和焊枪运动***,设备底座上设有固定结构,双层真空容器倒置,固定结构与双层真空容器开口处连接;双层真空容器底部外层壳体上开有圆孔,圆孔内放有圆片;真空罩罩住双层真空容器底部外层壳体上的待焊接区域,圆孔和圆片置于真空罩内部;真空***与真空罩相连,用于对真空罩内部及圆孔和圆片间的缝隙进行抽真空;焊接***布置在真空罩外,用于对圆片与圆孔间的焊缝进行真空焊接;焊枪运动***与焊接***相连,用于支撑固定焊接***并实现焊接***的运动。本发明采用真空焊接,具有焊缝致密、无气孔,密封效果佳,持久稳定,生产效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及真空保温容器的制造技术领域,具体而言,尤其涉及一种金属双层真空保温容器的密封装置及方法。
背景技术
金属双层真空保温容器指的是金属材质,由内外双层组成、内外层间为真空、具有保温作用的容器。热的传递途径有三种:热传导、对流、辐射。设置内外层结构且在层间抽真空,可切断热传导和对流,如果金属表面光亮,辐射被反射,则热的传递作用将较微弱,从而内层容器中的物体将处于接近绝热的状态。盛放热水的真空保温杯即为这种容器,但金属双层真空保温容器不仅仅是保温杯(以及焖烧杯),还包括食品加工行业用真空保温桶,内置电热管的保温锅,化工、医药、食品行业用于储存高温或低温物体的各种工业用保温容器。
为获得良好的保温性能,必须保证容器内外层之间的真空状态良好。内外层间真空状态的获得有几种途径:(1)在外层底部设置小孔并焊上细管,先在非真空环境下将内外层组焊完成,然后通过细管对内外层间空间抽真空,然后通过焊接方法将细管密封;(2)在外层底部设置小孔,先在非真空环境下将内外层组焊完成,然后将容器底部朝上放入真空炉中,在小孔附近放置热熔胶,抽真空,加热至胶的熔融温度,使其流动并填入小孔,待冷却后即将内外层间空间密封。此法因不涉及上述细管,被称为“无尾密封”;(3)将内外层组装好,涂覆钎焊材料,在真空炉中进行真空钎焊,焊缝冷却凝固后,将层间空间与外界隔离,保持其真空状态。以上三种途径中,细管抽气密封法会在容器底部残留一段细管,需在容器底部加装底托,以使容器底部变平、以便立放,同时遮蔽残留细管,使其更美观;热熔胶密封法是小型保温容器最常用的方法,通常数十至数百个容器同时在真空炉完成密封,加热温度较低(200℃左右),其生产效率较细管抽气密封法高,但密封处常常会逐渐漏气,且同样需要加装底托;真空钎焊法密封效果好,焊缝成形美观,但钎焊温度高,生产效率很低,生产成本高。总的来说,目前已有各种方法均存在生产效率不够高的问题。
因此,本发明提出一种新的金属双层真空保温容器密封方法及其装置,在获得良好的密封性的同时,保证容器密封位置的美观,并且确保该方法具有较高的生产效率。
发明内容
根据上述提出的目前已有各种方法均存在生产效率不够高的技术问题,而提供一种金属双层真空保温容器的密封装置及方法。本发明主要通过真空装置,经预开圆孔和圆片之间的缝隙,去除夹层内空气,使其达到真空状态。然后,通过真空激光焊完成圆片和圆孔的焊接,在保持夹层空间为真空状态的情况下实现密封。因而,焊接完成后,夹层即保持为永久密封的真空状态。
本发明采用的技术手段如下:
一种金属双层真空保温容器的密封装置,包括:设备底座、真空罩、真空***、焊接***和焊枪运动***,所述设备底座上设置有固定结构,双层真空容器倒置,双层真空容器的底部位于开口的上方,所述固定结构与双层真空容器的开口处连接,用于实现双层真空容器的定位和固定;所述双层真空容器底部的外层壳体上开设有圆孔,圆孔内放置有圆片;所述真空罩罩住双层真空容器底部外层壳体上的待焊接区域,圆孔和圆片置于真空罩内部,所述真空罩用于提供真空密封环境;所述真空***与真空罩相连,用于对真空罩内部以及圆孔和圆片之间的缝隙进行抽真空;所述焊接***布置在真空罩外,用于对圆片与圆孔间的焊缝进行真空焊接;所述焊枪运动***与焊接***相连,用于支撑固定焊接***并实现焊接***的运动。
进一步地,所述固定结构为开设在设备底座上表面的环形槽,双层真空容器的开口处***至环形槽中,所述环形槽与双层真空容器开口处的尺寸一致。
进一步地,所述真空罩与双层真空容器底部的外层壳体间设置密封圈实现密封;所述真空罩的侧部安装有抽气口,抽气口与外部抽气管连接,所述真空***通过抽气管和抽气口与真空罩相连。
进一步地,所述真空罩为圆柱形金属真空罩,其远离双层真空容器的上部开孔,并在开孔位置安装石英玻璃;石英玻璃与真空罩之间通过法兰和螺栓进行固定连接,且连接处设置密封圈实现密封。
进一步地,所述真空***包括真空泵组、管路、阀门和真空度检测***,真空泵组通过抽气管与抽气口相连,阀门安装在抽气管上,真空度检测***与真空罩内部相连,用于测量真空罩内部的真空度;
所述真空泵组为二级真空泵组,二级真空泵组由一台机械式真空泵和一台扩散泵组成,或由一台机械式真空泵和一台分子泵组成;各真空泵之间通过管路连接;
所述真空检测***包括相连接的真空计和真空规管,真空规管的接口与抽气口相连,用于测量真空罩内的真空度,并将测量到的真空度值传给真空计进行显示;
所述阀门包括抽气阀门和放气阀门;抽气时,抽气阀门打开、放气阀门关闭;放气阀门打开时实现真空罩的放气。
进一步地,所述焊接***包括激光器、光纤、激光焊枪和控制***,所述控制***与激光器相连,用于实现激光器的运行;所述激光器用于产生激光束,通过光纤与激光焊枪相连;所述激光焊枪用于将激光束照射至石英玻璃并透过石英玻璃,对准焊缝;所述激光器为光纤式或碟片式激光器。
进一步地,所述焊枪运动***采用机器人或桁架式运动机构来夹持激光焊枪,使激光焊枪竖直放置。
进一步地,所述焊枪运动***驱使激光焊枪在焊接时沿预设轨道作圆周运动。
进一步地,所述圆孔的直径为5-30mm,公差为0-0.02mm;所述圆片的公差为-0.02-0mm;所述圆片与圆孔的直径、材质相同,圆片的厚度小于或等于双层真空容器的底部外层金属壳体厚度。
本发明还提供了一种金属双层真空保温容器的密封装置的密封方法,包括如下步骤:
步骤一、焊前准备:采用激光切割和钻削的方法,在双层真空容器的底部外层壳体上开圆孔,圆孔直径为5-30mm,公差为0-0.02mm;采用激光、等离子切割或者冲床准备同样直径、同样材质、厚度小于等于容器外层金属壳体厚度的圆片;圆片的原材料较厚时,可采用车床加工其表面,圆片公差为-0.02-0mm;采用无水乙醇或丙酮去除圆片和圆孔表面的有机污物;
步骤二、点固:将圆片放置于圆孔中,采用氩弧焊或激光焊方法将二者点焊固定;氩弧焊电流为70-150A,激光焊功率为600-2000W;
步骤三、抽真空:将双层真空容器倒置,双层真空容器的底部朝上放置;将真空罩罩住双层真空容器底部的待焊接区域,并与底部紧贴;打开真空***和抽气阀门,开始对真空罩进行抽真空,直至真空度≤0.0067Pa;
步骤四、焊接:根据容器外层金属或圆片的厚度及材料性质,设置激光焊参数、焊枪运动***的运动速度和运动轨迹,开始焊接,以焊透或接近焊透,不损害真空容器内层金属为原则;激光焊参数和焊枪运动速度的设置:激光功率为600-5000W,运动速度为10-100mm/s,离焦量-3mm~3mm,其中,焦点位置在材料表面时,离焦量为0,在材料表面之上时,离焦量为正值,否则为负值;
步骤五、破真空:焊接完成后,关闭抽气阀门,打开放气阀门,破坏真空罩内真空状态,将真空罩和双层真空容器分离;
步骤六、后处理:采用砂轮和布轮打磨、抛光焊缝,使其更光滑;在容器外层金属壳体较厚、焊后有“收弧坑”时,采用氩弧焊填丝或激光填丝焊的方法,填满该凹坑后打磨、抛光焊缝。
较现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明提供的金属双层真空保温容器的密封装置及方法,采用真空焊接,其焊缝致密、无气孔,密封效果佳,持久稳定。生产效率高。与真空钎焊法、热熔胶方法相比,无需加热,节能。与热熔胶方法和“有尾管”方法相比,无需起遮掩和保护作用的底托,节省材料、减轻重量,且更美观。真空激光焊可获得较大的熔深,即使对于厚壁筒体(容器内外层较厚的情况)也适用。
综上,应用本发明的技术方案能够解决目前已有各种方法均存在生产效率不够高的问题。
基于上述理由本发明可在真空保温容器的制造等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明装置的结构示意图。
图2为本发明双层真空保温容器的焊接密封位置示意图。
图中:1、设备底座;2、真空罩;3、抽气口;4、密封圈;5、工件;6、焊缝;7、激光束;8、石英玻璃;9、激光焊枪;10、容器外壁;11、容器内壁;12、圆片。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当清楚,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1所示,本发明提供了一种金属双层真空保温容器的密封装置及方法,该方法为一种生产工具用真空保温容器或生活日用品真空保温容器的生产制造方法。金属双层真空容器在日用品、食品、医药、化工等领域应用广泛。在其制造过程中,为实现夹层真空密封,通常采用热熔胶真空加热密封、真空钎焊、带尾管抽真空-尾管焊接等方法。本发明提出新的密封方法,实现更高效、质量更好、更美观的密封焊接。本发明具有创新性和实用性,具有一定的推广价值。本发明有望在公司内、国内外推广。
所述金属双层真空保温容器的密封装置,包括:
(1)设备底座1,在设备底座的上表面设置与工件5(待焊的双层真空保温容器)尺寸一致的环形槽,用于该双层真空容器的定位和固定。具体地,将双层真空容器倒置,双层真空容器的底部位于开口的上方(即开口位于下方,底部位于上方),环形槽与双层真空容器的开口处卡接连接,双层真空容器的开口处***至环形槽中。位于上方的双层真空容器底部的外层壳体上开设有圆孔,圆孔内放置有圆片12。如图2所示,双层真空容器的壳体由容器外壁10和容器内壁11组成,圆孔开设在容器外壁的底部,圆孔与圆片间形成焊缝6(为一圈环形焊缝)。圆孔的直径为5-30mm,公差为0-0.02mm;圆片的公差为-0.02-0mm;圆片与圆孔的直径、材质相同,圆片的厚度小于或等于双层真空容器的底部外层壳体厚度。
(2)真空罩2与真空***,包含一个圆柱形金属真空罩。真空罩罩住双层真空容器底部外层壳体上的待焊接区域,真空罩与双层真空容器底部外层壳体间通过密封圈进行密封,圆孔和圆片置于真空罩内部,真空罩用于提供真空密封环境。真空***与真空罩相连,用于对真空罩内部以及圆孔和圆片之间的缝隙进行抽真空。真空罩上部开孔,并在开孔位置安装石英玻璃8。石英玻璃与金属真空罩之间通过法兰和螺栓固定连接,且连接处用密封圈密封。真空罩侧部安装抽气口3(真空抽气口),抽气口与抽气管连接。真空***通过抽气管和抽气口与真空罩相连。真空***主要由真空泵组、管路、阀门及真空度检测***组成,真空泵组通过抽气管与抽气口相连,阀门安装在抽气管上,真空度检测***与真空罩内部相连,用于测量真空罩内部的真空度。真空泵组是包括一台机械式真空泵和一台扩散泵或分子泵组成的二级真空泵组。优选地,选用由机械式真空泵和分子泵组成的二级泵组。各真空泵之间通过管路连接。真空检测***包括真空计和真空规管,真空规管的接口与抽气口相连,用于测量真空罩内的真空度,并将测量到的真空度值传给真空计进行显示。抽气管上设置抽气阀门和放气阀门;抽气时,抽气阀门打开、放气阀门关闭,而放气阀门打开时,真空罩放气。
(4)焊接***,布置在真空罩外,用于对圆片与圆孔间的焊缝进行真空焊接。焊接***包括激光器、光纤、激光焊枪9及其控制***。控制***与激光器相连,用于实现激光器的运行;激光器用于产生激光束7,通过光纤与激光焊枪相连;激光器为光纤式或碟片式激光器。
(5)焊枪运动***,与焊接***相连,用于支撑固定焊接***并实现焊接***的运动。焊枪运动***采用机器人或桁架式运动机构夹持激光焊枪,使激光焊枪竖直放置,将激光束照射至石英玻璃并透过石英玻璃,对准焊缝,并驱使焊枪在焊接时沿预设轨道作圆周运动。
采用该装置的金属双层真空保温容器的密封方法,包括以下步骤:
步骤1、焊前准备:采用激光切割+钻削的方法,在双层真空容器的外层底部开圆孔。圆孔直径为5-30mm,公差为0-0.02mm。用激光或等离子切割或者冲床准备同样直径、同样材质、厚度小于等于容器外层金属厚度的圆片。材料较厚时,可采用车床加工其表面。圆片公差为-0.02-0mm。采用无水乙醇或丙酮去除圆片和圆孔表面有机污物。
步骤2、点固:将圆片放置于圆孔中,采用氩弧焊或激光焊方法将二者点焊固定。氩弧焊电流70-150A。激光焊功率600-2000W。
步骤3、抽真空:将真空保温容器底部朝上放置。将上述真空罩罩住真空容器底部待焊接区域,并与底部紧贴。打开真空***和抽气阀门,开始抽真空,直至真空度≤0.0067Pa。
步骤4、焊接:根据容器外层金属或圆片的厚度、材料性质,设置激光焊参数、焊枪运动机构的运动速度和运动轨迹,开始焊接。激光焊参数和焊枪运动速度的设置:激光功率为600-5000W,离焦量-3mm~3mm(焦点位置在材料表面时,离焦量为0,在材料表面之上时,离焦量为正值,否则为负值),运动速度为10-100mm/s。以焊透或接近焊透,不损害真空容器内层金属为原则。
步骤5、破真空:焊接完成后,关闭抽气阀门,打开放气阀门,破坏真空罩内真空状态。将真空罩和真空容器分离。
步骤6、后处理:采用砂轮和布轮打磨、抛光焊缝,使其更光滑。在容器外层金属较厚、焊后有“收弧坑”(激光焊结束点有凹坑)时,采用氩弧焊填丝或激光填丝焊的方法,填满该凹坑后打磨、抛光焊缝。
本发明的原理是:通过真空装置,经预开圆孔和圆片之间的缝隙,去除夹层内空气,使其达到真空状态。然后,通过真空激光焊完成圆片和圆孔的焊接,在保持夹层空间为真空状态的情况下实现密封。因而,焊接完成后,夹层即保持为永久密封的真空状态。
本发明的益处:(1)真空焊接,其焊缝致密、无气孔,密封效果佳,持久稳定;(2)生产效率高(3)与真空钎焊法、热熔胶方法相比,无需加热,节能(4)与热熔胶方法和“有尾管”方法相比,无需起遮掩和保护作用的底托,节省材料、减轻重量,且更美观;(5)真空激光焊可获得较大的熔深,即使对于厚壁筒体(容器内外层较厚的情况)也适用。
实施例1
采用本发明提出的装置和方法,进行SUS 304不锈钢双层真空保温杯的密封。
首先,采用激光切割方法,在不锈钢保温杯的外层的底部切割出圆孔,再在钻床上用10mm钻头,加工圆孔,使其具有较高精度和更光滑的表面。圆孔直径为20mm。用激光切割下料,准备直径为10mm、同样材质、厚度等于保温杯外层金属厚度(0.6mm)的圆片。采用无水乙醇去除圆片和圆孔表面有机污物。将圆片放置于圆孔中。此时,间隙约为0-0.02mm。采用激光焊方法将二者点焊固定。激光焊功率为600W;沿圆周等距离点焊三个焊点,相邻焊点之间距离为三分之一圆周。将真空保温杯底部朝上放置,且将真空罩放置其上。施加少许压力,使真空罩密封圈与保温杯底贴合。打开真空***和抽气阀门,开始抽真空,直至真空度低于0.0067Pa。设置激光焊参数、焊枪运动机构的运动速度为:激光功率600W,离焦量为0,焊枪运动速度20mm/s。通过机器人示教设置焊枪运动轨迹为沿圆周匀速运动。开始焊接。焊接完成后,关闭抽气阀门,打开放气阀门,破坏真空罩内真空状态。将真空罩和真空容器分离。检查焊缝,发现焊缝完整,无明显缺陷。采用砂轮和布轮打磨、抛光焊缝,使其更光滑、美观。
实施例2
采用本发明提出的装置和方法,进行6061铝合金双层真空保温桶的密封。
首先,采用激光切割方法,在双层保温桶的外层的底部切割出圆孔。再在钻床上用20mm钻头,加工圆孔,使其具有较高精度和更光滑的表面。圆孔直径为20mm。用等离子切割下料,准备直径为20mm、同样材质、厚度等于保温桶外层金属厚度(6mm)的圆片。上车床加工,使其较高精度和更光滑的表面。采用无水乙醇去除圆片和圆孔表面有机污物。将圆片放置于圆孔中。此时,间隙约为0-0.02mm。采用氩弧焊方法将二者点焊固定。氩弧焊电流150A,手工点焊。沿圆周等距离点焊三个焊点,相邻焊点之间距离为三分之一圆周。将真空保温桶底部朝上放置,且将真空罩放置其上。施加少许压力,使真空罩密封圈与保温桶底贴合。打开真空***和抽气阀门,开始抽真空,直至真空度低于0.0067Pa。设置激光焊参数、焊枪运动机构的运动速度为:激光功率3000W,离焦量为-3mm,焊枪运动速度50mm/s。通过机器人示教设置焊枪运动轨迹为沿圆周匀速运动。开始焊接。焊接完成后,关闭抽气阀门,打开放气阀门,破坏真空罩内真空状态。将真空罩和真空容器分离。检查焊缝,发现除收弧点(焊接结束处),焊缝完整,无明显缺陷。采用手工氩弧焊,对收弧点填丝补焊。焊丝为直径1.2mm铝焊丝,氩弧焊电流为150A。采用砂轮和布轮打磨、抛光焊缝,使其更光滑、美观。
实施例3
采用本发明提出的装置和方法,进行TC4钛合金双层真空保温桶的密封。
首先,采用激光切割方法,在双层保温桶的外层的底部切割出圆孔。再在钻床上用20mm钻头,加工圆孔,使其具有较高精度和更光滑的表面。圆孔直径为20mm。用激光切割下料,准备直径为20mm、同样材质、厚度等于保温桶外层金属厚度(4mm)的圆片。上车床加工,使其较高精度和更光滑的表面。采用无水乙醇去除圆片和圆孔表面有机污物。将圆片放置于圆孔中。此时,间隙约为0-0.01mm。采用氩弧焊方法将二者点焊固定。氩弧焊电流120A,手工点焊。沿圆周等距离点焊三个焊点,相邻焊点之间距离为三分之一圆周。将真空保温桶底部朝上放置,且将真空罩放置其上。施加少许压力,使真空罩密封圈与保温杯底贴合。打开真空***和抽气阀门,开始抽真空,直至真空度低于0.0067Pa。设置激光焊参数、焊枪运动机构的运动速度为:激光功率2000W,离焦量为2mm,焊枪运动速度60mm/s。通过机器人示教设置焊枪运动轨迹为沿圆周匀速运动。开始焊接。焊接完成后,关闭抽气阀门,打开放气阀门,破坏真空罩内真空状态。将真空罩和真空容器分离。检查焊缝,发现除收弧点(焊接结束处),焊缝完整,无明显缺陷。采用手工氩弧焊,对收弧点填丝补焊。焊丝为直径2.0mmTA2钛焊丝,氩弧焊电流为120A。采用砂轮和布轮打磨、抛光焊缝,使其更光滑、美观。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种金属双层真空保温容器的密封装置,其特征在于,包括:设备底座(1)、真空罩(2)、真空***、焊接***和焊枪运动***,所述设备底座(1)上设置有固定结构,双层真空容器倒置,双层真空容器的底部位于开口的上方,所述固定结构与双层真空容器的开口处连接,用于实现双层真空容器的定位和固定;所述双层真空容器底部的外层壳体上开设有圆孔,圆孔内放置有圆片(12);所述真空罩(2)罩住双层真空容器底部外层壳体上的待焊接区域,圆孔和圆片(12)置于真空罩(2)内部,所述真空罩(2)用于提供真空密封环境;所述真空***与真空罩(2)相连,用于对真空罩(2)内部以及圆孔和圆片之间的缝隙进行抽真空;所述焊接***布置在真空罩(2)外,用于对圆片(12)与圆孔间的焊缝(6)进行真空焊接;所述焊枪运动***与焊接***相连,用于支撑固定焊接***并实现焊接***的运动。
2.根据权利要求1所述的金属双层真空保温容器的密封装置,其特征在于,所述固定结构为开设在设备底座(1)上表面的环形槽,双层真空容器的开口处***至环形槽中,所述环形槽与双层真空容器开口处的尺寸一致。
3.根据权利要求1所述的金属双层真空保温容器的密封装置,其特征在于,所述真空罩(2)与双层真空容器底部的外层壳体间设置密封圈(4)实现密封;所述真空罩(2)的侧部安装有抽气口(3),抽气口(3)与外部抽气管连接,所述真空***通过抽气管和抽气口(3)与真空罩(2)相连。
4.根据权利要求1或3所述的金属双层真空保温容器的密封装置,其特征在于,所述真空罩(2)为圆柱形金属真空罩,其远离双层真空容器的上部开孔,并在开孔位置安装石英玻璃(8);石英玻璃(8)与真空罩(2)之间通过法兰和螺栓进行固定连接,且连接处设置密封圈实现密封。
5.根据权利要求3所述的金属双层真空保温容器的密封装置,其特征在于,所述真空***包括真空泵组、管路、阀门和真空度检测***,真空泵组通过抽气管与抽气口(3)相连,阀门安装在抽气管上,真空度检测***与真空罩(2)内部相连,用于测量真空罩(2)内部的真空度;
所述真空泵组为二级真空泵组,二级真空泵组由一台机械式真空泵和一台扩散泵组成,或由一台机械式真空泵和一台分子泵组成;各真空泵之间通过管路连接;
所述真空检测***包括相连接的真空计和真空规管,真空规管的接口与抽气口(3)相连,用于测量真空罩(2)内的真空度,并将测量到的真空度值传给真空计进行显示;
所述阀门包括抽气阀门和放气阀门;抽气时,抽气阀门打开、放气阀门关闭;放气阀门打开时实现真空罩(2)的放气。
6.根据权利要求4所述的金属双层真空保温容器的密封装置,其特征在于,所述焊接***包括激光器、光纤、激光焊枪(9)和控制***,所述控制***与激光器相连,用于实现激光器的运行;所述激光器用于产生激光束(7),通过光纤与激光焊枪(9)相连;所述激光焊枪(9)用于将激光束(7)照射至石英玻璃(8)并透过石英玻璃(8),对准焊缝(6);所述激光器为光纤式或碟片式激光器。
7.根据权利要求6所述的金属双层真空保温容器的密封装置,其特征在于,所述焊枪运动***采用机器人或桁架式运动机构来夹持激光焊枪(9),使激光焊枪(9)竖直放置。
8.根据权利要求7所述的金属双层真空保温容器的密封装置,其特征在于,所述焊枪运动***驱使激光焊枪(9)在焊接时沿预设轨道作圆周运动。
9.根据权利要求1所述的金属双层真空保温容器的密封装置,其特征在于,所述圆孔的直径为5-30mm,公差为0-0.02mm;所述圆片(12)的公差为-0.02-0mm;所述圆片(12)与圆孔的直径、材质相同,圆片(12)的厚度小于或等于双层真空容器的底部外层壳体厚度。
10.一种如权利要求1-9任意一项权利要求所述的金属双层真空保温容器的密封装置的密封方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、焊前准备:采用激光切割和钻削的方法,在双层真空容器的底部外层壳体上开圆孔,圆孔直径为5-30mm,公差为0-0.02mm;采用激光、等离子切割或者冲床准备同样直径、同样材质、厚度小于等于容器外层金属壳体厚度的圆片(12);圆片(12)的原材料较厚时,可采用车床加工其表面,圆片(12)公差为-0.02-0mm;采用无水乙醇或丙酮去除圆片(12)和圆孔表面的有机污物;
步骤二、点固:将圆片(12)放置于圆孔中,采用氩弧焊或激光焊方法将二者点焊固定;氩弧焊电流为70-150A,激光焊功率为600-2000W;
步骤三、抽真空:将双层真空容器倒置,双层真空容器的底部朝上放置;将真空罩(2)罩住双层真空容器底部的待焊接区域,并与底部紧贴;打开真空***和抽气阀门,开始对真空罩(2)进行抽真空,直至真空度≤0.0067Pa;
步骤四、焊接:根据容器外层金属或圆片(12)的厚度及材料性质,设置激光焊参数、焊枪运动***的运动速度和运动轨迹,开始焊接,以焊透或接近焊透,不损害真空容器内层金属为原则;激光焊参数和焊枪运动速度的设置:激光功率为600-5000W,运动速度为10-100mm/s,离焦量-3mm~3mm,其中,焦点位置在材料表面时,离焦量为0,在材料表面之上时,离焦量为正值,否则为负值;
步骤五、破真空:焊接完成后,关闭抽气阀门,打开放气阀门,破坏真空罩(2)内真空状态,将真空罩(2)和双层真空容器分离;
步骤六、后处理:采用砂轮和布轮打磨、抛光焊缝(6),使其更光滑;在容器外层金属壳体较厚、焊后有“收弧坑”时,采用氩弧焊填丝或激光填丝焊的方法,填满该凹坑后打磨、抛光焊缝(6)。
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