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。
1. 焊接性
由(you)于這兩種材料的熱(re)導率差(cha)異太大,焊(han)接接頭冷卻(que)過程(cheng)(cheng)中(zhong)收縮(suo)量不(bu)等(deng)會(hui)產(chan)(chan)生較大的應(ying)力;加之這兩種材料中(zhong)含有氧、硫、磷等(deng)有害元素(su),在焊(han)接過程(cheng)(cheng)中(zhong)形成(cheng)低熔點共晶體和脆(cui)性化(hua)合物,易形成(cheng)熱(re)裂紋。此(ci)外,在焊(han)接接頭冷卻(que)過程(cheng)(cheng)中(zhong),在不(bu)銹鋼熱(re)影響區(qu)一側還會(hui)產(chan)(chan)生滲透裂紋。
2. 焊接(jie)材料的選擇(ze)
經(jing)多次焊(han)(han)接性(xing)(xing)試驗(yan),認(ren)為(wei)鎳(nie)焊(han)(han)絲(si)ERNiCr-3較(jiao)為(wei)理想。一是(shi)這種焊(han)(han)絲(si)中錳等合金(jin)元素含量較(jiao)多,能夠消除硫、磷帶來(lai)的(de)有害作用(yong),有利于(yu)減輕裂(lie)紋的(de)形(xing)成(cheng);二是(shi)該(gai)(gai)焊(han)(han)絲(si)的(de)導(dao)熱(re)性(xing)(xing)處(chu)在銅和不銹(xiu)鋼(gang)之(zhi)間,其塑(su)性(xing)(xing)較(jiao)好,對應力起到一個緩沖作用(yong),同時它能阻止銅液滲(shen)透到不銹(xiu)鋼(gang)微觀裂(lie)口處(chu)而免除滲(shen)透裂(lie)紋的(de)形(xing)成(cheng);三是(shi)該(gai)(gai)焊(han)(han)絲(si)在施焊(han)(han)過程中流動性(xing)(xing)好,便于(yu)操作,能形(xing)成(cheng)良(liang)好焊(han)(han)縫成(cheng)形(xing),從而提(ti)高焊(han)(han)接接頭質量。
3. 控制焊(han)接變形
由于在(zai)不銹鋼(gang)管(guan)上(shang)要焊(han)許多(duo)純(chun)銅翅片,若不嚴格控制(zhi)(zhi)將不可避免地會發(fa)生焊(han)接變(bian)形,無法滿(man)足圖樣要求。在(zai)零件的組(zu)裝、定位(wei)時需(xu)制(zhi)(zhi)作一組(zu)焊(han)接工(gong)裝,使(shi)工(gong)件被剛(gang)性固定,以(yi)達到控制(zhi)(zhi)變(bian)形的目的。
4. 焊接(jie)參數(shu)
采用(yong)手工鎢極氬弧焊(han)(han)時,用(yong)直(zhi)流正接電(dian)源。填充焊(han)(han)絲為(wei)ERNiCr-3,直(zhi)徑(jing)為(wei)2.4mm。焊(han)(han)接電(dian)流為(wei)130~150A,電(dian)弧電(dian)壓(ya)為(wei)13~14V,焊(han)(han)接速度為(wei)200mm/min。
5. 操(cao)作注意事項
銅翅片(pian)長度為1000mm左右,散熱比(bi)較快(kuai),施焊(han)(han)過程中(zhong)(zhong)電弧(hu)略偏向銅翅片(pian)。焊(han)(han)絲要加(jia)在靠06Cr18Nil1Ti管一側熔池,嚴禁(jin)不加(jia)焊(han)(han)絲將這兩(liang)種材料直接熔合(he),嚴格(ge)控制熔深,盡(jin)量減少06Cr18Ni11Ti熔入焊(han)(han)縫中(zhong)(zhong)。施焊(han)(han)過程中(zhong)(zhong)遇(yu)到定位焊(han)(han)縫時應(ying)快(kuai)速通過,減少重熔量,使異質母材的熔合(he)比(bi)越小越好,同(tong)時也(ye)能(neng)減少變形。熄(xi)弧(hu)時要填滿弧(hu)坑并從銅翅片(pian)側引出。
6. 焊(han)后嚴(yan)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。