模拟太空环境的过程中,采用铜-不锈钢翅片管作为导热元件,其结构示意图如图5-48所示。不锈钢管材质为06Cr18Ni11Ti,规格为ф32mm×2.5mm,翅片材料为纯铜T2,厚度为2.5mm,宽度120mm,长度为1000mm左右。


图 48.jpg


1. 焊接性


  由于这两种材料的热导率差异太大,焊接接头冷却过程中收缩量不等会产生较大的应力;加之这两种材料中含有氧、硫、磷等有害元素,在焊接过程中形成低熔点共晶体和脆性化合物,易形成热裂纹。此外,在焊接接头冷却过程中,在不锈钢热影响区一侧还会产生渗透裂纹。


2. 焊接材料的选择


  经多次焊接性试验,认为镍焊丝ERNiCr-3较为理想。一是这种焊丝中锰等合金元素含量较多,能够消除硫、磷带来的有害作用,有利于减轻裂纹的形成;二是该焊丝的导热性处在铜和不锈钢之间,其塑性较好,对应力起到一个缓冲作用,同时它能阻止铜液渗透到不锈钢微观裂口处而免除渗透裂纹的形成;三是该焊丝在施焊过程中流动性好,便于操作,能形成良好焊缝成形,从而提高焊接接头质量。


3. 控制焊接变形


  由于在不锈钢管上要焊许多纯铜翅片,若不严格控制将不可避免地会发生焊接变形,无法满足图样要求。在零件的组装、定位时需制作一组焊接工装,使工件被刚性固定,以达到控制变形的目的。


4. 焊接参数


  采用手工钨极氩弧焊时,用直流正接电源。填充焊丝为ERNiCr-3,直径为2.4mm。焊接电流为130~150A,电弧电压为13~14V,焊接速度为200mm/min。


5. 操作注意事项


  铜翅片长度为1000mm左右,散热比较快,施焊过程中电弧略偏向铜翅片。焊丝要加在靠06Cr18Nil1Ti管一侧熔池,严禁不加焊丝将这两种材料直接熔合,严格控制熔深,尽量减少06Cr18Ni11Ti熔入焊缝中。施焊过程中遇到定位焊缝时应快速通过,减少重熔量,使异质母材的熔合比越小越好,同时也能减少变形。熄弧时要填满弧坑并从铜翅片侧引出。


6. 焊后严格检验


  按要求先向06Cr18Ni11Ti不锈钢管内通入压力1.8MPa干燥空气进行气密性考核。翅片管合格后与汇总管焊接复合成热沉,然后整体置于6.67×10-5Pa的真空环境中,再向管内交替通入液氮和200℃蒸汽,使热沉翅片管承受低、高温度(-196℃和200℃)三次冲击试验,再经氦质谱检漏,漏率达到要求后才能交付使用。




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