CN101920367A - 一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺 - Google Patents

一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺 Download PDF

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李军
胡纯栋
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Abstract

本发明公开了一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，在钼管、不锈钢中空件的待焊管口的焊接面上镀金属过渡层后，用钯基焊料丝并将钼管、不锈钢中空件送入至真空炉进行焊接。本发明可实现中性束离子源栅形电极钼管钼与不锈钢多处焊点的同时焊接，也可实现中性束离子源栅形电极钼管钼与不锈钢间的多次焊接。钼管与不锈钢焊接后可保证内部冷却水路通常，解决了由于国内离子源只具备孔引出结构，使得离子源引出高能离子束的能力大大降低的问题。

Description

一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺
技术领域
本发明涉及焊接工艺领域，具体为一种用于中性束离子源栅极的钼管与不锈钢中空件的焊接工艺。
背景技术
随着核聚变研究的发展，中性束注入加热应用越来越广泛。同时，聚变研究所需要的中性束注入能量、功率越来越大。目前由于栅形电极钼管与不锈钢焊接技术的限制，国内离子源只具备孔引出结构，这使得离子源引出高能离子束的能力大大降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，能实现中性束离子源栅极钼管与不锈钢间多焊点、机械性能好的焊接，以解决目前国内中性束注入器上缝性引出系统的建设问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)首先分别在钼管、不锈钢中空件需焊接在一起的待焊管口的焊接面上镀金属过渡层；
(2)其次在钼管、不锈钢中空件的待焊管口之间设置钯基焊料丝，并将钼管、钯基焊料丝、不锈钢中空件用装夹具组装后送入至真空炉；
(3)然后控制真空炉使真空炉的真空度达到10-3Pa，在真空度10-3Pa下在真空炉中依次按下述步骤进行加热焊接：
A、2小时升温至580～620摄氏度后，保温50分钟～70分钟，
B、再用1.5小时升温至880～920摄氏度后，保温110分钟～130分钟，
C、最后用35分钟快速升温至950～990摄氏度后，保温13分钟～17分钟；
(4)最后将步骤(3)得到的焊接后的焊接件随炉冷却到室温。
所述的一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，在真空度10-3Pa下在真空炉中依次按下述步骤进行加热焊接：
A、2小时升温至600摄氏度后，保温1小时，
B、再用1.5小时升温至900摄氏度后，保温2小时，
C、最后用35分钟快速升温至970摄氏度后，保温15分钟。
所述的一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的钼管、不锈钢中空件均用金相砂纸抛光、去氧化层。
所述的一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，其特征在于：所述钯基焊料丝弯曲成与钼管、不锈钢中空件的待焊管口同心的环形，且钯基焊料丝弯曲成的环形的周长略大于钼管、不锈钢中空件的待焊管口的周长。
所述的一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，其特征在于：所述步骤(2)中的装夹具需去应力处理。
本发明涉及的焊接工艺采用的是直径1mm钯基焊料丝、真空炉焊接。首先将金属钼通过深孔钻、线切割等工艺切割成形成钼管，并用金相砂纸抛光、去除氧化层；不锈钢部件通过线切割等工艺切割成形成不锈钢中空件，并用金相砂纸抛光、去除氧化层。焊接元件清洁后，在钼管与不锈钢中空件的焊接面镀金属过渡层。钯基焊料丝弯曲成与焊接面同心的环形，且钯基焊料丝投放量略大于焊接面长度。焊接元件用去应力处理后的装夹具组装，并对待焊接部件进行质量补偿和预紧，然后将组装后的待焊原件送进真空炉；待真空度达到10-3Pa后温度控制如下：2小时升温到600摄氏度，保温1小时；用1.5小时升温到900摄氏度，保温2小时；用35分钟快速升温到970摄氏度，保温15分钟；焊接后焊接件随炉冷却到室温。
本发明可实现中性束离子源栅形电极钼管钼与不锈钢多处焊点的同时焊接，也可实现中性束离子源栅形电极钼管钼与不锈钢间的多次焊接。钼管与不锈钢焊接后可保证内部冷却水路通常，解决了由于国内离子源只具备孔引出结构，使得离子源引出高能离子束的能力大大降低的问题。
具体实施方式
用金相砂纸对焊接元件抛光、去除氧化层。焊接元件清洁后，在栅极钼管与不锈钢中空件的焊接面镀金属过渡层。钯基焊料丝弯曲成与焊接面同心的环形，且钯基焊料丝投放量略大于焊接面长度。焊接元件用去应力处理后的装夹具组装，同时，考虑待焊接部件升温均匀的需要，对待焊接部件进行质量补偿，然后将组装后的待焊原件送进真空炉。待真空度达到10-3Pa后温度控制如下：2小时升温到600摄氏度，保温1小时；用1.5小时升温到900摄氏度，保温2小时；用35分钟快速升温到970摄氏度，保温15分钟；焊接后焊接件随炉冷却到室温。

Claims (5)

1.一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)首先分别在钼管、不锈钢中空件需焊接在一起的待焊管口的焊接面上镀金属过渡层；
(2)其次在钼管、不锈钢中空件的待焊管口之间设置钯基焊料丝，并将钼管、钯基焊料丝、不锈钢中空件用装夹具组装后送入至真空炉；
(3)然后控制真空炉使真空炉的真空度达到10-3Pa，在真空度10-3Pa下在真空炉中依次按下述步骤进行加热焊接：
A、2小时升温至580～620摄氏度后，保温50分钟～70分钟，
B、再用1.5小时升温至880～920摄氏度后，保温110分钟～130分钟，
C、最后用35分钟快速升温至950～990摄氏度后，保温13分钟～17分钟；
(4)最后将步骤(3)得到的焊接后的焊接件随炉冷却到室温。
2.根据权利要求1所述的一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，在真空度10-3Pa下在真空炉中依次按下述步骤进行加热焊接：
A、2小时升温至600摄氏度后，保温1小时，
B、再用1.5小时升温至900摄氏度后，保温2小时，
C、最后用35分钟快速升温至970摄氏度后，保温15分钟。
3.根据权利要求1所述的一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的钼管、不锈钢中空件均用金相砂纸抛光、去氧化层。
4.根据权利要求1所述的一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，其特征在于：所述钯基焊料丝弯曲成与钼管、不锈钢中空件的待焊管口同心的环形，且钯基焊料丝弯曲成的环形的周长略大于钼管、不锈钢中空件的待焊管口的周长。
5.根据权利要求1所述的一种钼管与不锈钢中空件的焊接工艺，其特征在于：所述步骤(2)中的装夹具需去应力处理。
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