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。不銹鋼管材質為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. 焊接性


  由于這兩種材料(liao)的(de)熱導率差異太大,焊接接頭冷(leng)卻(que)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)收(shou)縮量不(bu)等會產(chan)生較大的(de)應力;加之這兩種材料(liao)中(zhong)含有(you)(you)氧、硫、磷等有(you)(you)害元(yuan)素,在(zai)焊接過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)形(xing)成低熔點共晶(jing)體和脆性化合物,易形(xing)成熱裂紋(wen)。此(ci)外,在(zai)焊接接頭冷(leng)卻(que)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong),在(zai)不(bu)銹鋼(gang)熱影響(xiang)區一側還會產(chan)生滲透裂紋(wen)。


2. 焊接(jie)材料(liao)的選擇(ze)


  經(jing)多(duo)次(ci)焊接(jie)性(xing)(xing)(xing)(xing)試驗,認為鎳(nie)焊絲ERNiCr-3較為理想。一(yi)是這種焊絲中錳等合金元素含(han)量(liang)(liang)較多(duo),能(neng)(neng)夠(gou)消除硫、磷帶(dai)來的(de)有害作用,有利于減輕(qing)裂(lie)(lie)紋的(de)形(xing)(xing)成(cheng);二是該焊絲的(de)導熱性(xing)(xing)(xing)(xing)處(chu)在(zai)銅和(he)不銹(xiu)鋼之間,其(qi)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)較好,對應力起到(dao)一(yi)個緩沖作用,同時它能(neng)(neng)阻(zu)止銅液滲(shen)透(tou)到(dao)不銹(xiu)鋼微觀裂(lie)(lie)口(kou)處(chu)而(er)免(mian)除滲(shen)透(tou)裂(lie)(lie)紋的(de)形(xing)(xing)成(cheng);三是該焊絲在(zai)施(shi)焊過(guo)程中流(liu)動性(xing)(xing)(xing)(xing)好,便于操作,能(neng)(neng)形(xing)(xing)成(cheng)良好焊縫成(cheng)形(xing)(xing),從而(er)提高焊接(jie)接(jie)頭(tou)質量(liang)(liang)。


3. 控(kong)制焊接變形


  由于在不銹鋼管上要(yao)焊許(xu)多(duo)純銅翅片,若不嚴格(ge)控制將不可避免(mian)地會發生焊接變形,無法滿足圖樣要(yao)求。在零件(jian)的組(zu)裝(zhuang)、定位時需制作一(yi)組(zu)焊接工裝(zhuang),使(shi)工件(jian)被剛性固定,以達到(dao)控制變形的目的。


4. 焊接參數


  采(cai)用手工鎢極氬弧(hu)焊時,用直流正接電源。填充焊絲(si)為(wei)(wei)ERNiCr-3,直徑為(wei)(wei)2.4mm。焊接電流為(wei)(wei)130~150A,電弧(hu)電壓為(wei)(wei)13~14V,焊接速度(du)為(wei)(wei)200mm/min。


5. 操作注意事項


  銅(tong)翅(chi)片(pian)長度為1000mm左右,散熱比(bi)較快,施(shi)焊(han)過(guo)(guo)程中電弧(hu)略偏向銅(tong)翅(chi)片(pian)。焊(han)絲要加在靠(kao)06Cr18Nil1Ti管一側(ce)熔池,嚴禁不加焊(han)絲將這兩種(zhong)材(cai)料直接熔合,嚴格控制熔深,盡(jin)量減少(shao)(shao)06Cr18Ni11Ti熔入焊(han)縫(feng)中。施(shi)焊(han)過(guo)(guo)程中遇到定(ding)位焊(han)縫(feng)時(shi)應快速通過(guo)(guo),減少(shao)(shao)重熔量,使異質(zhi)母材(cai)的熔合比(bi)越小越好,同時(shi)也能減少(shao)(shao)變形。熄弧(hu)時(shi)要填滿弧(hu)坑并從銅(tong)翅(chi)片(pian)側(ce)引出。


6. 焊后嚴格檢驗(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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