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(gang)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(zhe)兩種材(cai)料的熱(re)(re)導率差異太大,焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭冷卻過程中收縮量不(bu)等會(hui)產生較(jiao)大的應(ying)力(li);加之這(zhe)兩種材(cai)料中含(han)有氧、硫、磷等有害元素,在焊接(jie)(jie)過程中形成低熔點共晶(jing)體和(he)脆性化(hua)合物,易形成熱(re)(re)裂紋。此外(wai),在焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭冷卻過程中,在不(bu)銹鋼(gang)熱(re)(re)影響區(qu)一側(ce)還會(hui)產生滲(shen)透(tou)裂紋。
2. 焊接(jie)材料(liao)的選擇
經多次(ci)焊(han)(han)接(jie)性(xing)(xing)試驗,認為鎳焊(han)(han)絲ERNiCr-3較為理(li)想。一是這種焊(han)(han)絲中錳(meng)等合金元素含量較多,能夠消除硫、磷(lin)帶來(lai)的有害作用(yong),有利于減輕裂(lie)紋(wen)的形(xing)成;二是該焊(han)(han)絲的導熱性(xing)(xing)處(chu)在銅和不銹(xiu)鋼之間,其塑性(xing)(xing)較好(hao),對應(ying)力起(qi)到(dao)一個緩沖作用(yong),同(tong)時它能阻止銅液滲透到(dao)不銹(xiu)鋼微觀裂(lie)口處(chu)而免除滲透裂(lie)紋(wen)的形(xing)成;三是該焊(han)(han)絲在施(shi)焊(han)(han)過程中流動性(xing)(xing)好(hao),便于操作,能形(xing)成良好(hao)焊(han)(han)縫(feng)成形(xing),從而提高焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭質量。
3. 控制焊接(jie)變(bian)形
由于(yu)在不銹鋼管上要(yao)焊許多純銅翅片,若不嚴格控制將不可(ke)避免(mian)地會發生焊接變(bian)形,無法滿足圖樣要(yao)求。在零件的(de)組裝、定位時需制作(zuo)一組焊接工裝,使工件被剛性(xing)固定,以達(da)到控制變(bian)形的(de)目的(de)。
4. 焊接參數
采(cai)用(yong)手工鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊時,用(yong)直流正接(jie)(jie)電(dian)(dian)源。填充焊絲為(wei)ERNiCr-3,直徑(jing)為(wei)2.4mm。焊接(jie)(jie)電(dian)(dian)流為(wei)130~150A,電(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)壓為(wei)13~14V,焊接(jie)(jie)速(su)度為(wei)200mm/min。
5. 操作注意事項
銅翅片(pian)長度為1000mm左右(you),散熱比(bi)較快,施焊(han)過(guo)程(cheng)(cheng)中電弧(hu)略偏向銅翅片(pian)。焊(han)絲要加在靠06Cr18Nil1Ti管一側熔(rong)(rong)池,嚴(yan)禁不加焊(han)絲將這兩種(zhong)材料直(zhi)接熔(rong)(rong)合(he),嚴(yan)格控(kong)制熔(rong)(rong)深,盡量減少(shao)(shao)06Cr18Ni11Ti熔(rong)(rong)入(ru)焊(han)縫中。施焊(han)過(guo)程(cheng)(cheng)中遇到定位(wei)焊(han)縫時(shi)(shi)應快速通過(guo),減少(shao)(shao)重熔(rong)(rong)量,使(shi)異質母材的熔(rong)(rong)合(he)比(bi)越(yue)小越(yue)好,同時(shi)(shi)也能減少(shao)(shao)變形。熄弧(hu)時(shi)(shi)要填滿弧(hu)坑(keng)并從銅翅片(pian)側引出。
6. 焊后(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。

