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. 焊接(jie)性
由于這(zhe)(zhe)兩(liang)種(zhong)材(cai)料(liao)的(de)熱導率差異太大(da),焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭冷(leng)卻過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)收縮量不(bu)(bu)等會(hui)產生較大(da)的(de)應力;加之這(zhe)(zhe)兩(liang)種(zhong)材(cai)料(liao)中(zhong)(zhong)含有氧(yang)、硫(liu)、磷等有害(hai)元素,在(zai)焊(han)(han)接(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)形(xing)成低熔(rong)點共晶體和脆性化合物(wu),易(yi)形(xing)成熱裂紋(wen)。此外,在(zai)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭冷(leng)卻過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong),在(zai)不(bu)(bu)銹鋼熱影響區一(yi)側還會(hui)產生滲透裂紋(wen)。
2. 焊接(jie)材料(liao)的選擇
經(jing)多次焊(han)(han)接(jie)性(xing)試驗(yan),認(ren)為鎳焊(han)(han)絲(si)ERNiCr-3較為理想。一(yi)是(shi)這種(zhong)焊(han)(han)絲(si)中錳等(deng)合金(jin)元素含量較多,能夠消除硫(liu)、磷帶(dai)來(lai)的有害作(zuo)用(yong),有利于減輕(qing)裂紋(wen)的形(xing)成(cheng);二(er)是(shi)該(gai)(gai)焊(han)(han)絲(si)的導熱性(xing)處在銅(tong)和(he)不(bu)銹鋼之間,其塑(su)性(xing)較好(hao),對應力起到一(yi)個緩沖作(zuo)用(yong),同時(shi)它能阻止銅(tong)液滲透到不(bu)銹鋼微觀(guan)裂口處而免除滲透裂紋(wen)的形(xing)成(cheng);三是(shi)該(gai)(gai)焊(han)(han)絲(si)在施焊(han)(han)過程中流(liu)動(dong)性(xing)好(hao),便于操作(zuo),能形(xing)成(cheng)良好(hao)焊(han)(han)縫(feng)成(cheng)形(xing),從(cong)而提高(gao)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)質量。
3. 控制焊接(jie)變形(xing)
由于在(zai)不(bu)銹鋼管(guan)上要(yao)焊(han)許(xu)多(duo)純(chun)銅翅片,若不(bu)嚴格控制將不(bu)可避免地會發生焊(han)接(jie)變形,無法滿足圖樣要(yao)求。在(zai)零件的組(zu)裝(zhuang)、定位時(shi)需(xu)制作一組(zu)焊(han)接(jie)工(gong)裝(zhuang),使工(gong)件被剛性(xing)固定,以達到控制變形的目的。
4. 焊接參數
采用手工(gong)鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)時,用直流(liu)正接(jie)電(dian)源(yuan)。填充(chong)焊(han)絲為(wei)(wei)ERNiCr-3,直徑為(wei)(wei)2.4mm。焊(han)接(jie)電(dian)流(liu)為(wei)(wei)130~150A,電(dian)弧(hu)(hu)電(dian)壓為(wei)(wei)13~14V,焊(han)接(jie)速度為(wei)(wei)200mm/min。
5. 操作注(zhu)意(yi)事項
銅(tong)(tong)翅片長度(du)為1000mm左右(you),散(san)熱比(bi)較快,施(shi)焊(han)過(guo)程(cheng)中(zhong)電(dian)弧(hu)略偏向(xiang)銅(tong)(tong)翅片。焊(han)絲(si)要(yao)加在靠06Cr18Nil1Ti管(guan)一側熔池,嚴禁不加焊(han)絲(si)將這兩種材(cai)料直接熔合(he),嚴格控(kong)制熔深,盡量減少(shao)06Cr18Ni11Ti熔入(ru)焊(han)縫(feng)(feng)中(zhong)。施(shi)焊(han)過(guo)程(cheng)中(zhong)遇到定位焊(han)縫(feng)(feng)時應快速通過(guo),減少(shao)重熔量,使異質母材(cai)的熔合(he)比(bi)越(yue)小越(yue)好(hao),同時也能(neng)減少(shao)變形。熄弧(hu)時要(yao)填滿弧(hu)坑并(bing)從銅(tong)(tong)翅片側引出。
6. 焊后嚴(yan)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。

