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. 焊接性


  由于(yu)這兩種材料的熱導率差異(yi)太大(da),焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)冷卻過程中(zhong)收縮量不(bu)等會產生較大(da)的應(ying)力;加(jia)之這兩種材料中(zhong)含(han)有(you)氧、硫、磷(lin)等有(you)害元素,在焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)過程中(zhong)形成低熔點共晶體和脆性(xing)化合物(wu),易(yi)形成熱裂紋(wen)。此(ci)外(wai),在焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)冷卻過程中(zhong),在不(bu)銹鋼熱影響區(qu)一(yi)側(ce)還會產生滲透裂紋(wen)。


2. 焊(han)接(jie)材料的(de)選(xuan)擇


  經多次焊(han)(han)接性試驗,認為(wei)鎳焊(han)(han)絲(si)ERNiCr-3較(jiao)(jiao)為(wei)理想。一(yi)是這種(zhong)焊(han)(han)絲(si)中(zhong)錳等合金元(yuan)素含量(liang)較(jiao)(jiao)多,能(neng)夠消除(chu)硫、磷帶來的(de)有(you)害作用,有(you)利于(yu)減輕(qing)裂(lie)紋的(de)形成;二是該焊(han)(han)絲(si)的(de)導熱性處在(zai)銅(tong)和(he)不(bu)銹(xiu)鋼之間,其塑性較(jiao)(jiao)好(hao)(hao),對(dui)應力起到(dao)一(yi)個緩(huan)沖(chong)作用,同(tong)時(shi)它(ta)能(neng)阻止(zhi)銅(tong)液滲透到(dao)不(bu)銹(xiu)鋼微(wei)觀裂(lie)口處而免(mian)除(chu)滲透裂(lie)紋的(de)形成;三是該焊(han)(han)絲(si)在(zai)施焊(han)(han)過程中(zhong)流動(dong)性好(hao)(hao),便(bian)于(yu)操作,能(neng)形成良好(hao)(hao)焊(han)(han)縫成形,從而提高焊(han)(han)接接頭(tou)質量(liang)。


3. 控制焊(han)接變(bian)形


  由于在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼管上要(yao)焊許多純銅翅片,若不(bu)嚴格控(kong)制(zhi)將不(bu)可避免地會發生焊接(jie)變形,無(wu)法滿足圖樣(yang)要(yao)求(qiu)。在(zai)零件的組裝、定位(wei)時需制(zhi)作一組焊接(jie)工裝,使工件被(bei)剛性(xing)固定,以達到控(kong)制(zhi)變形的目的。


4. 焊接參(can)數


  采用(yong)手工(gong)鎢極(ji)氬(ya)弧焊時,用(yong)直(zhi)流(liu)正接(jie)電源。填充焊絲為ERNiCr-3,直(zhi)徑為2.4mm。焊接(jie)電流(liu)為130~150A,電弧電壓為13~14V,焊接(jie)速度為200mm/min。


5. 操作(zuo)注意事(shi)項


  銅翅(chi)片(pian)長度(du)為(wei)1000mm左右,散熱比(bi)較快,施(shi)焊(han)過(guo)程(cheng)中(zhong)電弧(hu)略(lve)偏向(xiang)銅翅(chi)片(pian)。焊(han)絲(si)(si)要加(jia)在靠06Cr18Nil1Ti管一側(ce)熔(rong)池(chi),嚴(yan)禁不(bu)加(jia)焊(han)絲(si)(si)將這兩種(zhong)材(cai)料(liao)直接(jie)熔(rong)合,嚴(yan)格控制熔(rong)深(shen),盡量(liang)減(jian)少06Cr18Ni11Ti熔(rong)入焊(han)縫中(zhong)。施(shi)焊(han)過(guo)程(cheng)中(zhong)遇(yu)到定位焊(han)縫時(shi)應快速通過(guo),減(jian)少重熔(rong)量(liang),使異質母(mu)材(cai)的(de)熔(rong)合比(bi)越(yue)小(xiao)越(yue)好,同(tong)時(shi)也能減(jian)少變形(xing)。熄弧(hu)時(shi)要填滿弧(hu)坑并從銅翅(chi)片(pian)側(ce)引(yin)出。


6. 焊(han)后(hou)嚴格檢驗(yan)


  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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