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. 焊接(jie)性


  由于這(zhe)兩種材料的熱導率差異太大(da),焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭冷卻過(guo)程(cheng)(cheng)中收縮量不等(deng)會產生(sheng)較大(da)的應力(li);加之(zhi)這(zhe)兩種材料中含(han)有氧、硫、磷等(deng)有害元素,在(zai)焊接(jie)(jie)過(guo)程(cheng)(cheng)中形成(cheng)低熔(rong)點(dian)共(gong)晶(jing)體(ti)和脆(cui)性化合物,易形成(cheng)熱裂紋(wen)。此外(wai),在(zai)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭冷卻過(guo)程(cheng)(cheng)中,在(zai)不銹鋼熱影響區(qu)一側還(huan)會產生(sheng)滲透裂紋(wen)。


2. 焊接材料的(de)選擇


  經多次(ci)焊接(jie)(jie)性(xing)試驗(yan),認(ren)為(wei)鎳焊絲ERNiCr-3較(jiao)(jiao)為(wei)理想。一是(shi)這種焊絲中錳等合(he)金元素含(han)量較(jiao)(jiao)多,能(neng)夠消除硫、磷帶來的有害(hai)作用(yong),有利于減(jian)輕裂紋的形成(cheng);二是(shi)該焊絲的導(dao)熱性(xing)處在銅和不銹鋼(gang)之間,其塑性(xing)較(jiao)(jiao)好,對(dui)應力起到一個緩沖作用(yong),同時它能(neng)阻止銅液滲透到不銹鋼(gang)微觀裂口處而免(mian)除滲透裂紋的形成(cheng);三是(shi)該焊絲在施焊過程中流動性(xing)好,便于操作,能(neng)形成(cheng)良好焊縫成(cheng)形,從而提高(gao)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭質量。


3. 控制焊接變形


  由于在(zai)不(bu)(bu)(bu)銹鋼管上要焊許(xu)多純銅翅片,若(ruo)不(bu)(bu)(bu)嚴格控制(zhi)將不(bu)(bu)(bu)可避免地會發生焊接(jie)變(bian)形(xing),無法滿足圖樣要求。在(zai)零件的組(zu)裝、定位時需(xu)制(zhi)作一組(zu)焊接(jie)工裝,使工件被剛性固定,以達到控制(zhi)變(bian)形(xing)的目的。


4. 焊接參數


  采用(yong)手工鎢極(ji)氬弧焊時,用(yong)直(zhi)流正接電(dian)源。填充焊絲為ERNiCr-3,直(zhi)徑(jing)為2.4mm。焊接電(dian)流為130~150A,電(dian)弧電(dian)壓為13~14V,焊接速度為200mm/min。


5. 操作注意事項


  銅翅片長度為1000mm左右(you),散熱(re)比較快(kuai)(kuai),施焊(han)(han)過(guo)程中(zhong)電弧略(lve)偏向銅翅片。焊(han)(han)絲要加在靠06Cr18Nil1Ti管一(yi)側熔(rong)池,嚴(yan)禁不(bu)加焊(han)(han)絲將這(zhe)兩種材料(liao)直接熔(rong)合,嚴(yan)格控制熔(rong)深,盡(jin)量(liang)減少06Cr18Ni11Ti熔(rong)入焊(han)(han)縫中(zhong)。施焊(han)(han)過(guo)程中(zhong)遇到定位(wei)焊(han)(han)縫時應快(kuai)(kuai)速通過(guo),減少重(zhong)熔(rong)量(liang),使(shi)異(yi)質母材的(de)熔(rong)合比越小越好,同時也能減少變形。熄弧時要填滿(man)弧坑并從銅翅片側引(yin)出。


6. 焊后嚴格檢驗


  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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