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(guan)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(you)于(yu)這兩(liang)種材(cai)料(liao)(liao)的熱導(dao)率差異(yi)太大(da),焊接(jie)接(jie)頭冷卻過(guo)程中收(shou)縮量不等會產(chan)生較大(da)的應力;加之(zhi)這兩(liang)種材(cai)料(liao)(liao)中含有氧、硫、磷等有害元(yuan)素,在焊接(jie)過(guo)程中形(xing)成(cheng)低(di)熔(rong)點共晶(jing)體和(he)脆(cui)性化合物,易形(xing)成(cheng)熱裂紋。此外,在焊接(jie)接(jie)頭冷卻過(guo)程中,在不銹鋼熱影(ying)響區(qu)一側還會產(chan)生滲透裂紋。
2. 焊接材料的選擇
經多次(ci)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)性(xing)(xing)試驗,認(ren)為鎳焊(han)(han)(han)(han)絲(si)ERNiCr-3較(jiao)為理想(xiang)。一(yi)是(shi)這種焊(han)(han)(han)(han)絲(si)中錳等合金元素(su)含量較(jiao)多,能夠消除(chu)硫、磷帶來的有害作用,有利于(yu)減輕裂紋(wen)的形成;二是(shi)該(gai)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)的導熱(re)性(xing)(xing)處(chu)在銅和不(bu)銹鋼(gang)之間,其塑性(xing)(xing)較(jiao)好,對應(ying)力起到一(yi)個緩沖作用,同時(shi)它(ta)能阻止銅液滲透到不(bu)銹鋼(gang)微觀裂口處(chu)而免除(chu)滲透裂紋(wen)的形成;三是(shi)該(gai)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)在施焊(han)(han)(han)(han)過(guo)程中流動性(xing)(xing)好,便于(yu)操作,能形成良好焊(han)(han)(han)(han)縫成形,從而提高焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭質量。
3. 控制(zhi)焊接變形
由于在(zai)不銹(xiu)鋼管上要(yao)焊(han)許多純(chun)銅翅(chi)片(pian),若不嚴格控制將不可避免(mian)地會發生焊(han)接(jie)變形(xing),無(wu)法滿足圖樣要(yao)求。在(zai)零件(jian)的(de)組裝(zhuang)、定位時(shi)需(xu)制作一(yi)組焊(han)接(jie)工裝(zhuang),使工件(jian)被(bei)剛性固定,以(yi)達到控制變形(xing)的(de)目的(de)。
4. 焊(han)接(jie)參數
采用手工(gong)鎢極氬弧焊(han)(han)(han)時,用直(zhi)流正接電源(yuan)。填(tian)充焊(han)(han)(han)絲(si)為ERNiCr-3,直(zhi)徑為2.4mm。焊(han)(han)(han)接電流為130~150A,電弧電壓為13~14V,焊(han)(han)(han)接速(su)度為200mm/min。
5. 操作注意事項
銅翅(chi)片長度為(wei)1000mm左(zuo)右,散熱比(bi)較快,施焊(han)(han)(han)過(guo)(guo)(guo)程中電弧略偏向銅翅(chi)片。焊(han)(han)(han)絲(si)要加在(zai)靠06Cr18Nil1Ti管一(yi)側(ce)熔池(chi),嚴(yan)禁不加焊(han)(han)(han)絲(si)將這兩種材料直接熔合(he),嚴(yan)格控(kong)制熔深,盡量減少06Cr18Ni11Ti熔入焊(han)(han)(han)縫中。施焊(han)(han)(han)過(guo)(guo)(guo)程中遇(yu)到定位焊(han)(han)(han)縫時應(ying)快速(su)通(tong)過(guo)(guo)(guo),減少重熔量,使異質母材的熔合(he)比(bi)越小越好,同時也能減少變形。熄弧時要填(tian)滿弧坑并(bing)從銅翅(chi)片側(ce)引出。
6. 焊后嚴(yan)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。