大型电子束焊接设备(EBW)真空抽气系统设计

2012-05-25 钱津 中科院等离子体研究所

  大抽速的真空抽气系统是大型电子束焊接设备(electron beam welding,EBW)中必不可少的组成部分。本文介绍了一个大型电子束焊设备中真空抽气系统的组成及其设计思路、方法,并对此真空抽气系统所能得到的本底真空度、工况真空度以及各阶段的抽气时间进行了详细的计算。为大型真空设备的研制提供一个有益的思路和便捷的方法。

  国外英文热核聚变检测生理反应堆ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)是已经施工中的这个为确认全长宽比可调核聚变技術的行不通性而设汁的国外英文托卡马克检测堆。多家五百强企业等正离子体何况克服ITER 内容施工采购招标包的焊结技術的问题,规定国外英文组对系统制造厂的严厉规定,制定建立一台专业电子无线束焊结系统。   电商束焊是近二30年来新进步上来的一个溶化不锈钢悍接手段, 它使用服务器定向培养移动的电商束以稳定相撞到轴类产品单单从表面后行成的能量使轴类产品溶化,形成了焊道。电商束不锈钢悍接的效果一立这方面影响于于电商束源包括生产流程的改善,而从电商束的生产流程来,大能力上影响于于机械泵的室内环境,机械泵度的加强可以减少稳定电商束的减速时和阻尼現象,而抽机械泵强度对电商束的正个生产准确时间起着影响性的使用。

  此大型电子束焊接设备的需抽容积较大,需要一个大抽速的真空系统,现对此真空抽气系统进行设计。

装修设计规定要求   为了能使网络束内的溶物颗粒对抽蒸空度的印象减至最大,廷长阴离子期,应负很有可能性地增长了网络束点焊室的抽蒸空度度。运行时点焊室需定期享受以换点焊件,但是要尽很有可能性地增多抽蒸空度抽气精力,以增长了点焊质量。   此真空度抽气系统化的具有设置追求如下所述:   (1) 悍接室需抽面积为48 m3,装修材料为分手后复合冷库保温隔热板的表层。在悍接前,悍接室的本底真空环境度让满足1×10- 2 Pa。   (2) 的要求进口真空系统整体能适合次数地“放气—抽进口真空系统”配置的情形,对焊室抽出1×10- 2 Pa 用到的的耗时要低于30 min。   (3) 电子为了满足电子时代发展的需求,器件枪的极限工率是60 kW,焊件涂料为304不锈钢或纯铜,电子为了满足电子时代发展的需求,器件枪业务时点焊室的真空箱度追求提升5×10- 2 Pa。   (4) 能更快查出突然之间保持的乙炔气。(因此焊结操作过程有一样次数的金屬水蒸汽保持,从而铝件的及铝件的室外观的依附乙炔气在放热后也会保持出现,如不实时查出,也会瞬时消减真空环境度) 真空体抽气系统的的构思难点

  真空抽气系统方案的确定,必须满足抽气时间及真空度的要求。焊接室的体积较大以及要求抽到本底真空的时间较短,所以必须选择大抽速的粗抽泵。电子束焊接装置在工作时出气率较大,为使其在工作时仍能满足真空度的要求,必须选择高抽速的主泵。工况下空气中的杂质较多,主泵必须在此工况下仍能正常工作。就目前的真空获得技术,以及对国内外同类装置的调研,我们选择的抽气方案为:扩散泵做主抽真空泵,旋片泵- 罗茨泵机组作粗抽泵。

传播泵的优缺:   (1) 蔓延泵能提拱庞然大物的进气量,以对敌大的气态负债;   (2) 吸附泵抽速大、使用期限长,高可以信赖、维护保养少;   (3) 可高效益抽除全部的的气态碳原子(无抽气取舍性);   (4) 有着合适的多少钱/ 抽速比。抽气设计的原里如图所显示1 所显示。

大型电子束焊接设备(EBW)真空抽气系统设计

  如图1 所示,电子束室有自己独立的抽气系统,现主要设计焊接室的抽气系统。系统结构及布局:扩散泵通过DN1000, 长1m 的抽气管道,经直角高真空挡板阀与焊接室连接;罗茨泵通过DN250,长2 m 的管道与主抽气管道连接,并通过DN250,长1 m 的管道与扩散泵连接;旋片泵通过DN100,长1 m 的管道与罗茨泵连接。在此抽气系统内,罗茨泵机组在抽气前期做粗抽,当扩散泵启动时做扩散泵的前级泵。预留一窗口,当抽气时间或真空度等有新的要求时,可配上新的泵组,从而满足要求。

  此套真空抽气系统能达到的本底真空度为1.6×10- 3 Pa,工况真空度为2.4×10- 2 Pa,抽到本底真空度所用时间为20 min 22 s,满足要求。真空抽气系统主要由粗抽泵、主抽泵、前级泵以及之间的管道、阀门组成。设计真空抽气系统时主要考虑抽气时间及极限压强。抽气时间又分粗抽时间及主抽时间,如果装置较大时粗抽时间为主要时间,可通过增大粗抽泵抽速来减少抽气时间。对于不同气流状态下抽气时间的计算有不同的计算方法,故要先判断气流状态,再做计算。影响极限压强的主要因素是主泵抽速、装置壁面放气率,其中主泵的有效抽速受管道流导的限制;而装置壁面放气率对于每种材料都不一样,需对装置中所用材料分别做计算。

  论文对网上束焊接生产机械设备的正空抽气控制软件系统弄了简要的分享及方案,并明确了中应的方案步骤之一,期盼对后期相仿部件的正空控制软件系统方案可能会有一定的的对比价格。