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。


圖 48.jpg


1. 焊接性


  由于這兩種(zhong)材料的熱導率差異太(tai)大(da),焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭冷(leng)卻(que)過(guo)程(cheng)中收(shou)縮量不(bu)等(deng)會產生較大(da)的應(ying)力(li);加之這兩種(zhong)材料中含有氧(yang)、硫、磷等(deng)有害元素(su),在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)程(cheng)中形成(cheng)低熔點(dian)共(gong)晶體和脆性(xing)化合物(wu),易(yi)形成(cheng)熱裂紋。此外,在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭冷(leng)卻(que)過(guo)程(cheng)中,在(zai)(zai)不(bu)銹鋼熱影響區(qu)一側還會產生滲(shen)透裂紋。


2. 焊接材料(liao)的(de)選(xuan)擇


  經多次焊接性試驗,認為鎳焊絲(si)ERNiCr-3較為理(li)想。一是這種(zhong)焊絲(si)中錳(meng)等(deng)合金元素含(han)量(liang)較多,能夠消除硫、磷帶來(lai)的(de)(de)有害作用(yong),有利(li)于減輕裂紋的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng);二是該(gai)焊絲(si)的(de)(de)導(dao)熱性處(chu)在銅和不銹(xiu)鋼之間,其(qi)塑(su)性較好,對應力起到一個緩沖作用(yong),同時它能阻止銅液滲透(tou)到不銹(xiu)鋼微觀裂口(kou)處(chu)而(er)免(mian)除滲透(tou)裂紋的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng);三是該(gai)焊絲(si)在施焊過程(cheng)中流動(dong)性好,便于操(cao)作,能形(xing)成(cheng)(cheng)良好焊縫(feng)成(cheng)(cheng)形(xing),從而(er)提高焊接接頭(tou)質量(liang)。


3. 控制焊(han)接變形(xing)


  由于(yu)在不銹鋼管(guan)上要焊(han)(han)許多純(chun)銅翅片,若不嚴格(ge)控制(zhi)將不可避免地會發(fa)生焊(han)(han)接變形,無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)圖樣要求。在零件(jian)的(de)(de)組裝(zhuang)、定(ding)位(wei)時需制(zhi)作一組焊(han)(han)接工裝(zhuang),使工件(jian)被剛性(xing)固定(ding),以達到控制(zhi)變形的(de)(de)目的(de)(de)。


4. 焊(han)接參數


  采用(yong)手工鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)時,用(yong)直流正接(jie)電(dian)(dian)源。填充焊(han)絲為(wei)(wei)ERNiCr-3,直徑為(wei)(wei)2.4mm。焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流為(wei)(wei)130~150A,電(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)壓(ya)為(wei)(wei)13~14V,焊(han)接(jie)速(su)度為(wei)(wei)200mm/min。


5. 操(cao)作注意事(shi)項(xiang)


  銅翅片長度為1000mm左右,散(san)熱比較(jiao)快(kuai),施(shi)焊過(guo)程(cheng)中電弧略偏向銅翅片。焊絲要(yao)加在靠06Cr18Nil1Ti管一(yi)側熔池,嚴禁(jin)不加焊絲將這兩種材(cai)料直(zhi)接熔合(he),嚴格控制(zhi)熔深(shen),盡量減少(shao)(shao)06Cr18Ni11Ti熔入焊縫中。施(shi)焊過(guo)程(cheng)中遇到(dao)定(ding)位焊縫時(shi)應快(kuai)速通過(guo),減少(shao)(shao)重熔量,使(shi)異質母材(cai)的熔合(he)比越小(xiao)越好,同時(shi)也能減少(shao)(shao)變形。熄弧時(shi)要(yao)填滿(man)弧坑并從銅翅片側引出。


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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