模擬太空環境的過程中,采用銅-不銹鋼翅片管作為導熱元件,其結構示意圖如圖5-48所示。不(bu)銹(xiu)鋼管材質為06Cr18Ni11Ti,規格為ф32mm×2.5mm,翅片材料為純銅T2,厚度為2.5mm,寬度120mm,長度為1000mm左右。


圖 48.jpg


1. 焊(han)接(jie)性


  由于這兩(liang)種材料(liao)的(de)熱導率差(cha)異太大(da),焊接接頭冷(leng)卻過(guo)程中(zhong)收縮量不等會產生較大(da)的(de)應力(li);加之這兩(liang)種材料(liao)中(zhong)含有氧、硫、磷等有害元素,在(zai)焊接過(guo)程中(zhong)形成(cheng)低熔點共晶體和脆性化合物,易形成(cheng)熱裂(lie)紋。此外(wai),在(zai)焊接接頭冷(leng)卻過(guo)程中(zhong),在(zai)不銹鋼熱影(ying)響(xiang)區一側還會產生滲透裂(lie)紋。


2. 焊接材料(liao)的選擇


  經多次焊接(jie)(jie)性(xing)試驗,認為鎳焊絲ERNiCr-3較為理想。一是(shi)這種焊絲中錳(meng)等(deng)合(he)金元(yuan)素(su)含量較多,能夠消除(chu)硫、磷帶來(lai)的有害(hai)作用,有利于減輕裂(lie)紋的形(xing)成;二是(shi)該(gai)焊絲的導(dao)熱(re)性(xing)處在銅(tong)和不銹鋼之間,其塑性(xing)較好(hao),對應力(li)起到一個緩沖作用,同時它能阻止銅(tong)液滲透(tou)到不銹鋼微(wei)觀裂(lie)口處而免除(chu)滲透(tou)裂(lie)紋的形(xing)成;三是(shi)該(gai)焊絲在施焊過(guo)程中流動性(xing)好(hao),便于操作,能形(xing)成良好(hao)焊縫成形(xing),從而提(ti)高焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭質量。


3. 控制焊接變形


  由于在不(bu)(bu)銹鋼管上要焊許(xu)多純銅翅片,若不(bu)(bu)嚴格控制將不(bu)(bu)可避免(mian)地會發生焊接變(bian)形(xing),無法(fa)滿足圖樣(yang)要求。在零件的組(zu)裝(zhuang)、定位時需制作一組(zu)焊接工(gong)裝(zhuang),使工(gong)件被剛(gang)性(xing)固定,以達到(dao)控制變(bian)形(xing)的目的。


4. 焊接(jie)參(can)數


  采用手(shou)工鎢極氬(ya)弧焊(han)時(shi),用直流正接(jie)(jie)電(dian)源。填充焊(han)絲為(wei)ERNiCr-3,直徑為(wei)2.4mm。焊(han)接(jie)(jie)電(dian)流為(wei)130~150A,電(dian)弧電(dian)壓為(wei)13~14V,焊(han)接(jie)(jie)速度為(wei)200mm/min。


5. 操作注(zhu)意事項


  銅翅(chi)片長度為1000mm左右,散(san)熱比(bi)較快(kuai),施焊(han)過程中(zhong)(zhong)電弧(hu)略偏向銅翅(chi)片。焊(han)絲(si)要(yao)加在靠06Cr18Nil1Ti管一側熔(rong)(rong)池,嚴禁不加焊(han)絲(si)將這兩種材料直接(jie)熔(rong)(rong)合,嚴格控制熔(rong)(rong)深,盡(jin)量減少06Cr18Ni11Ti熔(rong)(rong)入焊(han)縫中(zhong)(zhong)。施焊(han)過程中(zhong)(zhong)遇(yu)到(dao)定位焊(han)縫時(shi)應快(kuai)速通過,減少重(zhong)熔(rong)(rong)量,使異質母材的熔(rong)(rong)合比(bi)越小(xiao)越好(hao),同(tong)時(shi)也能減少變形(xing)。熄弧(hu)時(shi)要(yao)填滿弧(hu)坑并從銅翅(chi)片側引出。


6. 焊后(hou)嚴(yan)格檢(jian)驗(yan)


  按要求先向06Cr18Ni11Ti不銹鋼管內通入壓力1.8MPa干燥空氣進行氣密性考核。翅片管合格后與匯總管焊接復合成熱沉,然后整體置于6.67×10-5Pa的真空環境中,再向管內交替通入液氮和200℃蒸汽,使熱沉翅片管承受低、高溫度(-196℃和200℃)三次沖擊試驗,再經氦質譜檢漏,漏率達到要求后才能交付使用。




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