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(jie)性


  由(you)于這兩(liang)種(zhong)材(cai)料的(de)熱導率差(cha)異太大(da),焊接(jie)接(jie)頭(tou)冷(leng)卻過程中(zhong)收(shou)縮量不等會產生較大(da)的(de)應力(li);加(jia)之這兩(liang)種(zhong)材(cai)料中(zhong)含有(you)氧(yang)、硫、磷等有(you)害(hai)元(yuan)素(su),在焊接(jie)過程中(zhong)形(xing)成低熔點共(gong)晶(jing)體和脆性化(hua)合物,易形(xing)成熱裂(lie)(lie)紋。此外,在焊接(jie)接(jie)頭(tou)冷(leng)卻過程中(zhong),在不銹鋼熱影響區一(yi)側還會產生滲透(tou)裂(lie)(lie)紋。


2. 焊接材料的選擇


  經多次(ci)焊(han)接(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)試驗,認為鎳焊(han)絲ERNiCr-3較為理想。一(yi)是(shi)這種焊(han)絲中錳等合金元素含(han)量較多,能夠(gou)消除(chu)硫、磷帶(dai)來的有害作用,有利于(yu)減輕裂(lie)紋(wen)的形(xing)(xing)成;二是(shi)該(gai)焊(han)絲的導熱性(xing)(xing)(xing)處在銅和不銹鋼之間,其塑(su)性(xing)(xing)(xing)較好,對應力起到一(yi)個緩沖作用,同時它能阻止銅液滲透(tou)到不銹鋼微(wei)觀裂(lie)口處而免除(chu)滲透(tou)裂(lie)紋(wen)的形(xing)(xing)成;三是(shi)該(gai)焊(han)絲在施焊(han)過程中流動性(xing)(xing)(xing)好,便于(yu)操(cao)作,能形(xing)(xing)成良好焊(han)縫成形(xing)(xing),從而提高(gao)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)質量。


3. 控制焊接變形(xing)


  由于在不(bu)銹鋼管上要焊(han)許多純(chun)銅翅片,若不(bu)嚴格控制將不(bu)可避免(mian)地會發生焊(han)接(jie)(jie)變形(xing),無(wu)法滿足(zu)圖樣要求。在零件的組裝(zhuang)、定位時(shi)需制作一組焊(han)接(jie)(jie)工(gong)裝(zhuang),使工(gong)件被(bei)剛(gang)性固定,以達到控制變形(xing)的目的。


4. 焊接參(can)數


  采用(yong)手工鎢(wu)極氬弧(hu)焊時,用(yong)直流(liu)正(zheng)接電源。填(tian)充焊絲為ERNiCr-3,直徑為2.4mm。焊接電流(liu)為130~150A,電弧(hu)電壓(ya)為13~14V,焊接速(su)度為200mm/min。


5. 操作注意(yi)事項


  銅(tong)翅(chi)片(pian)(pian)長度為1000mm左右,散熱比較快,施(shi)焊(han)過程(cheng)中電弧(hu)(hu)略(lve)偏向(xiang)銅(tong)翅(chi)片(pian)(pian)。焊(han)絲要加(jia)在(zai)靠06Cr18Nil1Ti管一側熔(rong)(rong)池,嚴(yan)禁不加(jia)焊(han)絲將這兩種材料直接熔(rong)(rong)合,嚴(yan)格控制熔(rong)(rong)深,盡量(liang)減少06Cr18Ni11Ti熔(rong)(rong)入(ru)焊(han)縫中。施(shi)焊(han)過程(cheng)中遇(yu)到(dao)定位(wei)焊(han)縫時應(ying)快速通過,減少重熔(rong)(rong)量(liang),使異質母(mu)材的熔(rong)(rong)合比越(yue)(yue)小越(yue)(yue)好,同時也能減少變形(xing)。熄弧(hu)(hu)時要填滿弧(hu)(hu)坑并從銅(tong)翅(chi)片(pian)(pian)側引出。


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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