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(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)于這兩(liang)種材(cai)料的(de)熱導率差異太大(da),焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)冷卻(que)過程中(zhong)收縮量(liang)不等會產生較大(da)的(de)應力;加之這兩(liang)種材(cai)料中(zhong)含有氧、硫(liu)、磷等有害元素,在焊接(jie)(jie)過程中(zhong)形成低熔(rong)點共晶體(ti)和(he)脆(cui)性化合物,易形成熱裂紋(wen)。此外,在焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)冷卻(que)過程中(zhong),在不銹(xiu)鋼熱影響區(qu)一側(ce)還(huan)會產生滲透(tou)裂紋(wen)。
2. 焊接(jie)材(cai)料的(de)選(xuan)擇
經多次焊接(jie)性(xing)試驗,認為鎳焊絲(si)ERNiCr-3較(jiao)為理想。一(yi)是這種(zhong)焊絲(si)中錳等合金元素含量較(jiao)多,能夠消除硫、磷帶來的(de)有害作用,有利于減輕裂(lie)紋的(de)形成;二(er)是該焊絲(si)的(de)導熱性(xing)處在(zai)銅(tong)(tong)和不銹(xiu)鋼之間(jian),其塑(su)性(xing)較(jiao)好(hao),對應力起(qi)到一(yi)個緩沖作用,同時(shi)它能阻止銅(tong)(tong)液滲透到不銹(xiu)鋼微觀裂(lie)口處而免除滲透裂(lie)紋的(de)形成;三是該焊絲(si)在(zai)施(shi)焊過程中流動(dong)性(xing)好(hao),便于操作,能形成良(liang)好(hao)焊縫成形,從而提高焊接(jie)接(jie)頭質量。
3. 控制焊(han)接變形
由(you)于在不銹鋼(gang)管上要焊許多(duo)純銅翅(chi)片(pian),若(ruo)不嚴格控制(zhi)將不可避免(mian)地會發生焊接變形,無法滿(man)足圖樣要求。在零件的(de)(de)組裝、定位時需制(zhi)作一組焊接工裝,使(shi)工件被剛性固(gu)定,以達到控制(zhi)變形的(de)(de)目的(de)(de)。
4. 焊接參數
采用(yong)手工鎢極氬(ya)弧焊時,用(yong)直(zhi)流正(zheng)接(jie)電(dian)源。填充焊絲(si)為(wei)ERNiCr-3,直(zhi)徑為(wei)2.4mm。焊接(jie)電(dian)流為(wei)130~150A,電(dian)弧電(dian)壓為(wei)13~14V,焊接(jie)速度為(wei)200mm/min。
5. 操作注(zhu)意事項
銅翅片(pian)長(chang)度為1000mm左右,散熱(re)比較快(kuai),施焊過程(cheng)中(zhong)電弧略偏向銅翅片(pian)。焊絲要加在靠(kao)06Cr18Nil1Ti管一側熔(rong)(rong)池,嚴禁不(bu)加焊絲將這兩種(zhong)材料直接熔(rong)(rong)合,嚴格控(kong)制熔(rong)(rong)深,盡(jin)量減(jian)(jian)少06Cr18Ni11Ti熔(rong)(rong)入焊縫(feng)中(zhong)。施焊過程(cheng)中(zhong)遇到(dao)定(ding)位焊縫(feng)時應快(kuai)速通過,減(jian)(jian)少重熔(rong)(rong)量,使(shi)異質母材的熔(rong)(rong)合比越(yue)小越(yue)好,同時也能(neng)減(jian)(jian)少變形。熄(xi)弧時要填滿弧坑(keng)并從銅翅片(pian)側引出(chu)。
6. 焊(han)后(hou)嚴格(ge)檢(jian)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。

