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
由于這兩(liang)種材料的熱(re)導率(lv)差異(yi)太大,焊接接頭冷卻過(guo)程中(zhong)收縮量不等會產生(sheng)較大的應力;加(jia)之(zhi)這兩(liang)種材料中(zhong)含(han)有氧、硫、磷等有害元(yuan)素,在(zai)焊接過(guo)程中(zhong)形成低熔點共(gong)晶體和脆(cui)性(xing)化合物,易形成熱(re)裂(lie)紋(wen)。此外(wai),在(zai)焊接接頭冷卻過(guo)程中(zhong),在(zai)不銹鋼熱(re)影響區一側還會產生(sheng)滲透裂(lie)紋(wen)。
2. 焊接材料的選擇
經多(duo)次焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性試驗,認為鎳(nie)焊(han)(han)(han)絲(si)ERNiCr-3較為理想。一是這種焊(han)(han)(han)絲(si)中錳(meng)等合金元素含量(liang)較多(duo),能夠(gou)消(xiao)除硫、磷帶來的有害作用,有利(li)于(yu)減輕裂紋的形(xing)(xing)成(cheng);二是該(gai)(gai)焊(han)(han)(han)絲(si)的導(dao)熱性處在銅和不銹(xiu)鋼之間,其塑(su)性較好,對應力起到(dao)(dao)一個(ge)緩沖作用,同時它能阻止銅液滲(shen)(shen)透(tou)到(dao)(dao)不銹(xiu)鋼微觀裂口處而(er)免除滲(shen)(shen)透(tou)裂紋的形(xing)(xing)成(cheng);三(san)是該(gai)(gai)焊(han)(han)(han)絲(si)在施(shi)焊(han)(han)(han)過程(cheng)中流動性好,便于(yu)操作,能形(xing)(xing)成(cheng)良好焊(han)(han)(han)縫成(cheng)形(xing)(xing),從而(er)提(ti)高(gao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭質量(liang)。
3. 控制(zhi)焊接變(bian)形
由于在不銹鋼管上(shang)要焊(han)許多純銅翅片,若不嚴格控(kong)(kong)制(zhi)將(jiang)不可避免地(di)會發生焊(han)接變形(xing),無法滿(man)足(zu)圖樣要求。在零件(jian)的(de)(de)組裝、定(ding)位時需制(zhi)作一組焊(han)接工(gong)裝,使工(gong)件(jian)被剛性固定(ding),以達到控(kong)(kong)制(zhi)變形(xing)的(de)(de)目的(de)(de)。
4. 焊接參數
采用(yong)手工(gong)鎢極氬弧焊時,用(yong)直流正接(jie)電源。填充焊絲為(wei)ERNiCr-3,直徑(jing)為(wei)2.4mm。焊接(jie)電流為(wei)130~150A,電弧電壓為(wei)13~14V,焊接(jie)速度為(wei)200mm/min。
5. 操作注意事項
銅翅片長度為1000mm左右,散(san)熱比較快,施焊(han)(han)過程(cheng)中電弧略偏向銅翅片。焊(han)(han)絲要加在靠06Cr18Nil1Ti管(guan)一側熔(rong)(rong)池,嚴禁不加焊(han)(han)絲將這兩種(zhong)材(cai)料直接熔(rong)(rong)合,嚴格控制(zhi)熔(rong)(rong)深(shen),盡量減(jian)(jian)少(shao)06Cr18Ni11Ti熔(rong)(rong)入焊(han)(han)縫中。施焊(han)(han)過程(cheng)中遇到定位(wei)焊(han)(han)縫時應快速(su)通過,減(jian)(jian)少(shao)重熔(rong)(rong)量,使異質母(mu)材(cai)的熔(rong)(rong)合比越小越好,同(tong)時也(ye)能減(jian)(jian)少(shao)變形。熄弧時要填滿弧坑并(bing)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。