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(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。

1. 焊(han)接(jie)性
由于(yu)這(zhe)(zhe)兩種材料(liao)(liao)的熱導率差異太(tai)大,焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭冷(leng)卻過程中收縮量不(bu)等會產(chan)(chan)生(sheng)較(jiao)大的應力;加之這(zhe)(zhe)兩種材料(liao)(liao)中含有氧、硫、磷等有害元素(su),在焊(han)(han)接(jie)(jie)過程中形成(cheng)低(di)熔點(dian)共(gong)晶體和脆性(xing)化合物,易形成(cheng)熱裂紋。此外,在焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭冷(leng)卻過程中,在不(bu)銹(xiu)鋼熱影響區一側還會產(chan)(chan)生(sheng)滲(shen)透(tou)裂紋。
2. 焊接材料的(de)選(xuan)擇(ze)
經多次焊(han)(han)接性(xing)試驗,認為鎳焊(han)(han)絲ERNiCr-3較為理想(xiang)。一是這種焊(han)(han)絲中錳(meng)等合金元素含量(liang)較多,能(neng)夠(gou)消除(chu)硫、磷帶來的(de)有(you)害作用,有(you)利于(yu)減輕裂(lie)紋的(de)形成(cheng);二是該(gai)焊(han)(han)絲的(de)導熱性(xing)處在銅和(he)不銹(xiu)鋼(gang)之間(jian),其塑性(xing)較好(hao),對應力起到一個緩沖作用,同時它能(neng)阻止銅液滲透到不銹(xiu)鋼(gang)微觀裂(lie)口處而免除(chu)滲透裂(lie)紋的(de)形成(cheng);三(san)是該(gai)焊(han)(han)絲在施焊(han)(han)過程中流(liu)動性(xing)好(hao),便于(yu)操作,能(neng)形成(cheng)良好(hao)焊(han)(han)縫成(cheng)形,從而提高(gao)焊(han)(han)接接頭質量(liang)。
3. 控制(zhi)焊接變形(xing)
由于(yu)在不(bu)銹鋼管上(shang)要(yao)焊(han)(han)許多純銅翅片(pian),若不(bu)嚴格控制將(jiang)不(bu)可避免地會發生(sheng)焊(han)(han)接(jie)變形,無法滿足圖(tu)樣(yang)要(yao)求(qiu)。在零(ling)件的組(zu)裝(zhuang)、定位時需制作一組(zu)焊(han)(han)接(jie)工裝(zhuang),使工件被剛性固定,以達(da)到(dao)控制變形的目的。
4. 焊接參(can)數
采用手工鎢極(ji)氬弧焊時,用直流正接(jie)(jie)電源。填(tian)充焊絲為ERNiCr-3,直徑為2.4mm。焊接(jie)(jie)電流為130~150A,電弧電壓為13~14V,焊接(jie)(jie)速度(du)為200mm/min。
5. 操作注意事項
銅(tong)(tong)翅(chi)(chi)片長(chang)度為(wei)1000mm左右,散熱比(bi)較(jiao)快,施焊過程中電弧(hu)(hu)略(lve)偏向銅(tong)(tong)翅(chi)(chi)片。焊絲要加(jia)在靠(kao)06Cr18Nil1Ti管(guan)一側(ce)熔(rong)池,嚴(yan)禁不加(jia)焊絲將這兩種(zhong)材料直(zhi)接(jie)熔(rong)合,嚴(yan)格控制熔(rong)深,盡量(liang)減少06Cr18Ni11Ti熔(rong)入焊縫(feng)中。施焊過程中遇到(dao)定(ding)位焊縫(feng)時應快速通過,減少重熔(rong)量(liang),使異質母材的熔(rong)合比(bi)越小越好,同(tong)時也能減少變形(xing)。熄弧(hu)(hu)時要填滿弧(hu)(hu)坑并從銅(tong)(tong)翅(chi)(chi)片側(ce)引出。
6. 焊后嚴格檢(jian)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。

