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(xing)
由(you)于這兩種材料的熱(re)導率差異(yi)太大,焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭冷(leng)(leng)卻過程中收縮量不等會產生(sheng)較(jiao)大的應力(li);加之這兩種材料中含有氧、硫、磷等有害元素,在(zai)焊(han)(han)接(jie)過程中形成低熔(rong)點共晶體(ti)和脆(cui)性化合物,易(yi)形成熱(re)裂(lie)紋。此(ci)外,在(zai)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭冷(leng)(leng)卻過程中,在(zai)不銹鋼熱(re)影響區一(yi)側還會產生(sheng)滲透(tou)裂(lie)紋。
2. 焊接材料的選擇
經多次焊接性(xing)(xing)試驗(yan),認為鎳焊絲(si)ERNiCr-3較(jiao)為理想(xiang)。一(yi)是這種焊絲(si)中錳等(deng)合金元(yuan)素(su)含量較(jiao)多,能(neng)夠(gou)消除硫、磷帶來的(de)(de)有害作用,有利于減輕裂(lie)紋的(de)(de)形(xing)成(cheng);二(er)是該焊絲(si)的(de)(de)導熱性(xing)(xing)處在(zai)銅和不銹鋼(gang)之(zhi)間,其塑(su)性(xing)(xing)較(jiao)好(hao),對應力起到(dao)一(yi)個(ge)緩沖作用,同(tong)時(shi)它能(neng)阻(zu)止銅液滲(shen)透到(dao)不銹鋼(gang)微觀(guan)裂(lie)口處而免除滲(shen)透裂(lie)紋的(de)(de)形(xing)成(cheng);三是該焊絲(si)在(zai)施焊過程中流動性(xing)(xing)好(hao),便于操作,能(neng)形(xing)成(cheng)良好(hao)焊縫成(cheng)形(xing),從而提高焊接接頭質量。
3. 控制(zhi)焊(han)接(jie)變形
由(you)于(yu)在(zai)不銹鋼管上(shang)要焊許多純銅(tong)翅(chi)片,若不嚴格控(kong)制將(jiang)不可避免地會發生(sheng)焊接變(bian)形,無法(fa)滿足圖樣要求(qiu)。在(zai)零件的(de)組(zu)裝、定(ding)位時需制作一組(zu)焊接工(gong)裝,使工(gong)件被(bei)剛性固定(ding),以達到控(kong)制變(bian)形的(de)目(mu)的(de)。
4. 焊接(jie)參數
采用手工鎢極氬弧(hu)焊時,用直(zhi)流(liu)正接電源。填充焊絲為ERNiCr-3,直(zhi)徑(jing)為2.4mm。焊接電流(liu)為130~150A,電弧(hu)電壓(ya)為13~14V,焊接速度為200mm/min。
5. 操作注意事項
銅(tong)翅(chi)片(pian)(pian)長(chang)度(du)為1000mm左(zuo)右,散熱比較快,施焊(han)過程中(zhong)(zhong)電弧(hu)略偏向銅(tong)翅(chi)片(pian)(pian)。焊(han)絲要(yao)加在(zai)靠(kao)06Cr18Nil1Ti管(guan)一側熔池(chi),嚴(yan)禁不加焊(han)絲將這兩種(zhong)材(cai)料直接(jie)熔合,嚴(yan)格(ge)控制熔深,盡(jin)量減(jian)少06Cr18Ni11Ti熔入焊(han)縫中(zhong)(zhong)。施焊(han)過程中(zhong)(zhong)遇(yu)到定位焊(han)縫時應快速(su)通(tong)過,減(jian)少重熔量,使異質母材(cai)的熔合比越(yue)小越(yue)好,同(tong)時也能減(jian)少變形。熄弧(hu)時要(yao)填滿(man)弧(hu)坑并從銅(tong)翅(chi)片(pian)(pian)側引出(chu)。
6. 焊后(hou)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。