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
由于這兩種材(cai)料的(de)熱導率差異太大,焊(han)(han)接接頭冷卻(que)過程中(zhong)收縮量不等(deng)會(hui)(hui)產生較大的(de)應力;加(jia)之這兩種材(cai)料中(zhong)含有氧、硫、磷等(deng)有害元素,在焊(han)(han)接過程中(zhong)形(xing)成(cheng)低熔點共晶體和脆性化合物,易(yi)形(xing)成(cheng)熱裂(lie)紋。此外,在焊(han)(han)接接頭冷卻(que)過程中(zhong),在不銹(xiu)鋼熱影(ying)響(xiang)區一側還(huan)會(hui)(hui)產生滲透裂(lie)紋。
2. 焊接材料(liao)的選擇(ze)
經多次(ci)焊(han)(han)接(jie)性試驗,認為(wei)(wei)鎳焊(han)(han)絲(si)ERNiCr-3較(jiao)為(wei)(wei)理想。一(yi)是這(zhe)種焊(han)(han)絲(si)中錳等合金元素含量較(jiao)多,能(neng)(neng)夠消除硫、磷帶來的有害(hai)作(zuo)用(yong),有利于減(jian)輕裂(lie)(lie)紋(wen)的形成;二是該焊(han)(han)絲(si)的導熱性處(chu)在銅和不(bu)銹(xiu)鋼之間,其(qi)塑性較(jiao)好(hao)(hao),對應(ying)力起(qi)到一(yi)個緩沖作(zuo)用(yong),同時它能(neng)(neng)阻止銅液滲透(tou)到不(bu)銹(xiu)鋼微觀(guan)裂(lie)(lie)口處(chu)而(er)(er)免除滲透(tou)裂(lie)(lie)紋(wen)的形成;三是該焊(han)(han)絲(si)在施(shi)焊(han)(han)過程中流(liu)動性好(hao)(hao),便于操作(zuo),能(neng)(neng)形成良好(hao)(hao)焊(han)(han)縫成形,從而(er)(er)提(ti)高焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭質量。
3. 控制(zhi)焊接變形
由(you)于(yu)在不銹鋼管上要焊許(xu)多純銅翅片(pian),若(ruo)不嚴格(ge)控制將不可避免地會發(fa)生焊接(jie)變(bian)形,無法滿足(zu)圖樣要求。在零件的組(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)、定位(wei)時需制作(zuo)一組(zu)(zu)焊接(jie)工(gong)(gong)裝(zhuang)(zhuang),使工(gong)(gong)件被剛(gang)性(xing)固定,以達到控制變(bian)形的目(mu)的。
4. 焊接參數
采用(yong)手工鎢極(ji)氬弧焊(han)時,用(yong)直流(liu)正接(jie)(jie)電源(yuan)。填充焊(han)絲為(wei)ERNiCr-3,直徑為(wei)2.4mm。焊(han)接(jie)(jie)電流(liu)為(wei)130~150A,電弧電壓(ya)為(wei)13~14V,焊(han)接(jie)(jie)速度為(wei)200mm/min。
5. 操作注意事項
銅(tong)翅(chi)片長度為1000mm左(zuo)右,散(san)熱比較快,施(shi)焊過程中(zhong)(zhong)電弧(hu)略偏向銅(tong)翅(chi)片。焊絲要加在靠(kao)06Cr18Nil1Ti管一側熔池,嚴禁不(bu)加焊絲將這兩種材料(liao)直接(jie)熔合,嚴格控制熔深,盡(jin)量(liang)減少(shao)06Cr18Ni11Ti熔入焊縫中(zhong)(zhong)。施(shi)焊過程中(zhong)(zhong)遇到定位焊縫時(shi)應快速通過,減少(shao)重熔量(liang),使異(yi)質母材的熔合比越小(xiao)越好(hao),同時(shi)也能減少(shao)變形。熄弧(hu)時(shi)要填滿弧(hu)坑(keng)并從(cong)銅(tong)翅(chi)片側引出。
6. 焊后嚴格(ge)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。