[发明专利]真空多室表面活化辅助连接复合装备

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空活化连接装备，特别是一种操作简单、焊接质量好的真空多室表面活化辅助连接复合装备。

背景技术

真空钎焊和扩散焊作为重要的材料连接方法已经广泛应用于航空航天、核电、机械、电子等领域。然而对于钛合金、铝合金等金属材料以及陶瓷和复合材料的真空钎焊或扩散焊而言，材料表面的氧化膜难以去除，即使采用机械或化学的方法去除后由于钛和铝的高活性，在空气中短时暴露便会产生二次污染继续形成稳定的氧化膜。对于真空钎焊而言，氧化膜的存在显著降低了钎焊过程中液相钎料的润湿、铺展及填缝能力，导致钎着率减小；而对于真空扩散焊来说，氧化膜的存在阻碍了连接母材间原子的相互扩散，致使扩散连接过程中不仅需要提供较大压力来破碎氧化膜，而且需要较高的温度或较长的时间完成连接母材的充分扩散，必然导致母材形状、尺寸及组织的变化及性能的降低。另外，由于连接母材表面氧化膜的存在，真空钎焊或扩散焊过程中在接头界面处往往会形成TiO或Al2O3等氧化物夹杂，这些脆性氧化物的存在必然降低接头性能。特别是对于涉及大面积或结构复杂的真空钎焊或扩散焊的产品，钎料或中间层材料不易装配，氧化膜的存在对于连接接头形成过程的影响更大，经常出现有效连接面积不足、钎着率低、虚焊、焊堵、尺寸变形过大等焊接缺陷，导致产品合格率低甚至报废。

目前对于钛合金、铝合金、陶瓷以及复合材料的真空钎焊或扩散焊，均采用焊前机械清理或化学清洗去除连接表面的氧化膜，然后再置于真空炉中完成焊接。这种操作流程会在清洗后的连接面发生二次氧化继续形成氧化膜，也就是说不能从根本上消除氧化膜对连接过程的影响。另外对于大面积或复杂结构的产品，目前常规的做法是再被焊母材间采用预置钎料或中间层材料，装配困难且预置的钎料或中间层材料在焊件移动或焊接过程中容易发生偏移或脱落，导致焊接操作复杂进而影响焊接质量、降低产品合格率。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空多室表面活化辅助连接复合装备，从根本上解决现有钛合金、铝合金、陶瓷及复合材料真空钎焊或扩散连接过程中氧化膜去除的技术难题；同时针对大面积或复杂结构产品的真空钎焊及扩散焊，通过采用磁控溅射在被焊材料表面制备相应的中间层材料解决现行工艺中钎料或中间层材料装配困难的工艺难题；提高焊接质量及产品合格率。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：

一种真空多室表面活化辅助连接复合装备，其特征在于包括离子轰击去膜室、磁控溅射镀膜室、真空焊接室、焊件装配室、焊件装配机器人、真空获得系统以及控制系统，离子轰击去膜室、磁控溅射镀膜室以及真空焊接室分别从不同方向通过金属管道与焊件装配室连通，金属管道上安装有实现各真空室的连通与隔断的闸阀门，焊件装配室中央设有可旋转的、工作臂可分别伸进离子轰击去膜室、磁控溅射镀膜室和真空焊接室的焊件装配机器人，焊件装配机器人一侧的焊件装配室内设有内部安装焊件托架，内部安装焊件托架一侧的焊件装配室壁上设有手套接口，手套接口上部的焊件装配室壁上设有一个观察口，离子轰击去膜室、磁控溅射镀膜室、真空焊接室和焊件装配室分别设有真空获得系统，离子轰击去膜室、磁控溅射镀膜室、真空焊接室、焊件装配室、焊件装配机器人及真空获得系统的控制装置由控制系统控制。

本发明所述的离子轰击去膜室设置在支架上，离子轰击去膜室侧壁上设有接口，接口经金属管道与焊件装配室相连通，金属管道上安装有连通与隔断的阀门，离子轰击去膜室另一侧壁和上壁分别设有一个观察口和接口离子源，离子轰击去膜室内的工作台面上设有行走机构、焊件托盘及加热器。所述行走机构由履带、滚轮和驱动电机组成，驱动电机与主动滚轮连接，实现行走传动，将焊件输送到焊件托盘，焊件托盘上设有加热器。

本发明所述的磁控溅射镀膜室侧壁上设有接口，接口经金属管道与焊件装配室相连通，金属管道上安装有连通与隔断的阀门，磁控溅射镀膜室的上侧壁设有溅射靶接口，磁控溅射镀膜室内的工作台面上设有行走机构、焊件托盘及加热器。所述行走机构由履带、滚轮和驱动电机组成，驱动电机与主动滚轮连接，实现传动传动，将焊件输送到焊件托盘，焊件托盘上设有加热器，磁控溅射镀膜室侧壁、上部及后部分别设有观察口。

本发明所述的真空焊接室侧壁上设有接口，接口经金属管道与焊件装配室相连通，金属管道上安装有连通与隔断的阀门，真空焊接室内的工作台面上设有加压装置、分体式加热体，分体式加热体中的下加热体置于工作台面下部，上加热体连接在台面上的升降装置上，真空焊接室侧壁上设有炉门，炉门上设有观察口。