【摘要】：為解決環(huán)路熱管中蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)連接難的問題,開展了1Cr18Ni9Ti不銹鋼與LD10鋁合金環(huán)路熱管封閉結(jié)構(gòu)的大面積軟釬焊技術(shù)研究,研究了釬料添加方式和焊接溫度對接頭質(zhì)量的影響,分析了接頭微觀組織,并且利用ANSYS有限元軟件對蒸發(fā)器熱傳輸性能進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了不同程度的缺陷對蒸發(fā)器熱傳輸性能的影響.結(jié)果表明:焊接溫度220℃,采用方式B的焊接接頭質(zhì)量優(yōu)異,釬著率達(dá)到100%,從而設(shè)計出一套完整環(huán)路熱管蒸發(fā)器軟釬焊的生產(chǎn)工藝流程.
【圖文】：

燒舴⑵鰲⒁禾宀鉤テ鰲⒗?凝器、蒸汽管線和冷凝管線幾部分構(gòu)成，如圖1所示［1－3］．蒸發(fā)器由鋁合金鞍座和不銹鋼集熱管構(gòu)成，是LHP中最關(guān)鍵的部件，起著承受熱負(fù)荷、組織蒸發(fā)、產(chǎn)生毛細(xì)驅(qū)動力等重要作用［4］．因此，鞍座和集熱管之間的界面連接是關(guān)乎LHP熱傳輸性能的關(guān)鍵問題．傳統(tǒng)的鋁合金與不銹鋼之間一般采用導(dǎo)熱膠連接，但是其導(dǎo)熱性能差，存在老化現(xiàn)象，易出現(xiàn)可靠性差、使用壽命短等影響航天器正常工作的問題［5－6］．因此，鋁合金鞍座和不銹鋼集熱管之間的界面連接應(yīng)選擇金屬鍵連接［7］．圖1LHP回路原理圖蒸發(fā)器中伴隨著流動和蒸發(fā)的傳熱現(xiàn)象主要發(fā)生在其內(nèi)部高性能的毛細(xì)芯中，毛細(xì)芯對溫度非常敏感，超過250℃將產(chǎn)生不可逆的破壞［8－10］;蒸發(fā)器制造后還需要進(jìn)行160℃高溫除氣，因此蒸發(fā)器中鋁合金鞍座與不銹鋼集熱管的釬焊制造溫度需要嚴(yán)格控制在170～240℃．

本文針對這一特殊要求，開展了LD30鋁合金與1Cr18Ni9Ti不銹鋼環(huán)路熱管封閉結(jié)構(gòu)的大面積軟釬焊技術(shù)研究［11］，研究結(jié)果將對環(huán)路熱管的設(shè)計和制造提供技術(shù)基礎(chǔ)．1試驗1．1試驗材料及參數(shù)試驗材料為1Cr18Ni9Ti不銹鋼集熱管和LD30鋁合金鞍座(如圖2所示)．釬料為Sn63Pb27，釬劑為H3PO4．試驗間隙為1mm，其他參數(shù)如表1所示．圖2LD30鋁合金鞍座和不銹鋼集熱管表1試驗參數(shù)試驗組焊接溫度/℃釬料添加方式1220A2220B3210B4200B5245B釬料添加方式A是將鞍座與集熱管組裝好后，從一個端部向釬焊間隙中不斷地添加釬料和釬劑;釬料添加方式B是先把熔化釬料灌滿整個鞍座的內(nèi)孔，然后再旋入集熱管，多余釬料流出．1．2試驗工藝流程試驗工藝流程如下:1)鋁合金鞍座內(nèi)孔表面鍍鎳．2)集熱管一端焊接密封，清除表面氧化皮．3)集熱管外壁采用電烙鐵預(yù)先鍍敷一層釬料，均勻覆蓋于不銹鋼管外表面．4)預(yù)熱管式電爐，爐溫至280℃，將鞍座裝于工裝的槽內(nèi)，，底部縫隙嚴(yán)格密封，待密封材料干燥凝固后，放入電爐中進(jìn)行加熱．5)根據(jù)釬料添加方式的不同，釬焊過程也有所不同:方式A:鞍座和集熱管裝配好放入爐內(nèi)，繼續(xù)加熱至釬焊溫度，從鞍座與集熱管組裝工件的頂部向釬焊間隙中不斷地添加釬劑和釬料，至釬焊間隙頂端形成圓滑過渡為止;方式B:先將鞍座放入爐中，加熱至釬焊溫度，在鞍座的內(nèi)孔中滴加釬劑，再把熔化釬料灌滿整個鞍座中的內(nèi)孔，再將集熱管旋轉(zhuǎn)插進(jìn)鋁合金集熱座中，流出多余釬料．最后，將焊接完成的工件取出、冷卻，去掉工裝和密封材料，采用X射線進(jìn)行內(nèi)部焊接質(zhì)量的檢驗．2結(jié)果與分析2．1釬料添加方式對焊接質(zhì)量的影響圖3為采用釬料添加方式A，焊接溫度為220℃焊接的X射線探傷圖，釬焊接頭內(nèi)部存在大面積的
【作者單位】： 北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院;北京航空衛(wèi)星制造廠;
【基金】：中國空間技術(shù)研究院CAST創(chuàng)新基金
【分類號】：TG454

【參考文獻(xiàn)】

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6 劉樹英;

本文編號：2516646