四翼型射频四极场加速器腔体氢炉钎焊方法技术

本发明专利技术涉及四翼型射频四极场加速器腔体的氢炉钎焊的制造新工艺技术领域，尤其是涉及一种四翼型射频四极场加速器腔体氢炉钎焊方法。其通过在钎焊时钎焊零件应装配定位，以确保零件之问的相互位置和钎焊要求的焊接问隙。钎焊夹具要涉及到钎焊零件的固定、装配、进炉、钎焊、出炉整个过程，夹具是否合理和实用直接影响到钎焊质量。其采用新紧固结构的焊接方式之后，腔体焊接的成功率大大提高，焊接后的腔体表面电阻小、导电性能好、稳定性佳、外形尺寸及形状变形小、真空指标好，改善和提高了四翼型RFQ加速器腔体的整体性能。

【技术实现步骤摘要】
四翼型射频四极场加速器腔体氢炉钎焊方法
本专利技术涉及四翼型射频四极场加速器腔体的氢炉钎焊的制造新工艺
，尤其是涉及一种四翼型射频四极场加速器腔体氢炉钎焊方法。
技术介绍
射频四极场(RadioFrequencyQuadrupole,RFQ)加速器腔体是RFQ直线加速器的核心部件，其制造水平是影响加速器性能参数的关键之一。通过四翼上波浪形的调制线，在腔体的束流中心线上产生纵向电场，从而对束流进行加速，其稳定可靠性对加速器非常重要，因此，能否通过良好的焊接工艺保证RFQ加速器腔体的焊接质量，关系腔体电场谐振频率的稳定性和一致性。目前，用常规钎焊手段焊接RFQ加速器腔体时，容易产生焊接变形、焊接成功率不高，直接影响RFQ加速器腔体的制造水平，很容易产生废品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术的不足提供一种四翼型射频四极场加速器腔体氢炉钎焊方法，从而有效解决现有技术的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：所述的四翼型射频四极场加速器腔体氢炉钎焊方法，其特点是包括如下步骤：(1)、将由两块水平单翼和两块垂直单翼氢炉钎焊而成的四翼型射频四极场加速器腔体主体的内、外表面精加工到所需尺寸；加速器腔体主体材质为无氧铜；(2)、将清洗合格的两块水平单翼取出，在两块水平电极焊料槽装焊料，确保焊料不松动，焊料Φ1mm，槽宽小于1.1mm；(3)、在平台上将一块水平单翼吊起来，基准面向下垂直放到平台上；用同样的方法起吊一块垂直单翼，垂直单翼的焊接面、加强焊接面与水平单翼焊接面相贴；同样的步骤将另一块垂直单翼放到平台上，最后将另一块水平单翼起吊，保证焊接面与垂直电极焊接面相贴；每次吊完后将起吊工装都拆卸完毕在进行下一块单翼的起吊；(4)、两块水平单翼和两块垂直单翼组拼在一起后，通过四块夹板装在铜腔下面，用夹板从两个方向逐步加紧，使四块单翼的焊接面与加强焊接面相互贴合均匀；(5)、装不锈钢紧固螺栓，先用手全部拧到底，两面螺栓全部装完，用螺旋式的紧固顺序，从下向上依次用扭力扳手的用固定15牛顿的力拧紧螺栓；(6)、松开垂直单翼上所有螺栓，在没有螺栓的面上安装直角夹具，从下向上安装并调整夹具之间的距离，用手拧紧螺栓，保证夹具不松动，再通过扭力扳手10牛顿的力，同样用螺旋式的方法依次将螺栓拧紧；(7)、调整扭力扳手到15牛顿，将垂直电极两侧的螺栓采用一左一右的方法将每一个螺栓拧紧，保证焊接面与加强焊接面之间的间隙小于0.02mm；(8)、通过塞尺对焊接面、加强焊接面的装配间隙进行测量，如间隙大于0.02mm，则重新松开部分螺栓，再次拧紧并调大扭力，直到焊接面间隙小于0.02mm；(9)、在垂直单翼方向直接通过螺栓来固定，在水平单翼方向不能直接用螺栓固定，需通过直角夹具作为支撑工装过渡固定，保证在水平方向来固定两个焊接面的贴合，保证腔体焊接精度要求；(10)、焊接时，在螺栓、垫片、直角夹具表面喷一层氮化硼作为脱模剂，防止螺栓、直角夹具和腔体粘接。所述的焊接面与加强焊接面两个方向固定夹具，保证两个焊接面之间的间隙小于0.02mm，采用氢炉高温焊接。所述的螺栓、垫片、直角夹具为不锈钢材料，保证焊接后变形量比较小，控制在0.03mm以内。所述的直角夹具的长短尺寸通过腔体上螺栓底孔之间的距离来确定，以保证装配时方便，同时组装夹具时两直角夹具之间的距离保证为2-3mm。本专利技术的有益效果是：所述的四翼型射频四极场加速器腔体氢炉钎焊方法，其采用新紧固结构的焊接方式之后，腔体焊接的成功率大大提高，焊接后的腔体表面电阻小、导电性能好、稳定性佳、外形尺寸及形状变形小、真空指标好，改善和提高了四翼型RFQ加速器腔体的整体性能。附图说明图1是本专利技术焊接结构示意图；图2是本专利技术的焊接夹具结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1和2所示，所述的四翼型射频四极场加速器腔体氢炉钎焊方法，其特点是包括如下步骤：(1)、将由两块水平单翼和两块垂直单翼氢炉钎焊而成的四翼型射频四极场加速器腔体主体的内、外表面精加工到所需尺寸；加速器腔体主体材质为无氧铜，外形尺寸长1050mm，宽390mm，高390mm；(2)、将清洗合格的两块水平单翼取出，在两块水平电极焊料槽装焊料，确保焊料不松动，焊料Φ1mm，槽宽小于1.1mm；(3)、在平台上将一块水平单翼吊起来，基准面向下垂直放到平台上；用同样的方法起吊一块垂直单翼，垂直单翼的焊接面、加强焊接面与水平单翼焊接面相贴；同样的步骤将另一块垂直单翼放到平台上，最后将另一块水平单翼起吊，保证焊接面与垂直电极焊接面相贴；每次吊完后将起吊工装都拆卸完毕在进行下一块单翼的起吊；(4)、两块水平单翼和两块垂直单翼组拼在一起后，通过四块夹板装在铜腔下面，用夹板从两个方向慢慢加紧，使四块单翼的焊接面与加强焊接面相互贴合均匀；(5)、装不锈钢紧固螺栓，先用手全部拧到底，两面螺栓全部装完，用螺旋式的紧固顺序，从下向上依次用扭力扳手的用固定15牛顿的力拧紧螺栓；(6)、松开垂直单翼上所有螺栓，在没有螺栓的面上安装直角夹具，从下向上安装并调整夹具之间的距离，用手拧紧螺栓，保证夹具不松动，再通过扭力扳手10牛顿的力，同样用螺旋式的方法依次将螺栓拧紧；(7)、调整扭力扳手到15牛顿，将垂直电极两侧的螺栓采用一左一右的方法将每一个螺栓拧紧，保证焊接面与加强焊接面之间的间隙小于0.02mm；(8)、通过塞尺对焊接面、加强焊接面的装配间隙进行测量，如间隙大于0.02mm，则重新松开部分螺栓，再次拧紧并调大扭力，直到焊接面间隙小于0.02mm；(9)、在垂直单翼方向直接通过螺栓来固定，在水平单翼方向不能直接用螺栓固定，需通过直角夹具作为支撑工装过渡固定，保证在水平方向来固定两个焊接面的贴合，保证腔体焊接精度要求；(10)、焊接时，在螺栓、垫片、直角夹具表面喷一层氮化硼作为脱模剂，防止螺栓、直角夹具和腔体粘接。所述的焊接面与加强焊接面两个方向固定夹具，保证两个焊接面之间的间隙小于0.02mm，采用氢炉高温焊接。所述的螺栓、垫片、直角夹具为不锈钢材料，保证焊接后变形量比较小，控制在0.03mm以内。所述的直角夹具的长短尺寸通过腔体上螺栓底孔之间的距离来确定，以保证装配时方便，同时组装夹具时两直角夹具之间的距离保证为2-3mm。所述的四翼型射频四极场加速器腔体氢炉钎焊方法，其氢炉钎焊夹具设计需要满足以下条件：(1)夹具材料的选择在钎焊温度下，夹具材料的刚性要大于钎焊零件材料，这样在钎焊过程中，焊件的变形始终受夹具的限制，焊件及其配合尺寸可以依靠夹具装配得到保证。氢炉钎焊工作温度在800℃左右，钎焊时间比较长，一般情况选择1Crl8Ni9Ti可以满足使用要求，1Crl8Ni9Ti属奥氏体不锈钢，抗氧化性达到700℃以上，重要的是在钎焊温度时还有足够的热强性，刚性远大于铝合金，组织稳定，长期使用不会脆化，故而，钎焊夹具基本框架及主要工作部件采用1Crl8Ni9Ti是非常合适的；对于一些配合尺寸及精度要求高的零件，夹具设计必须要涉及螺纹副以及定位孔轴配合，如果材料选择不合适，热稳定性差，钎焊温度下夹具零件之间会有“咬死”现象，而选用氮化硼作为脱模剂可以较好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四翼型射频四极场加速器腔体氢炉钎焊方法，其特点是包括如下步骤：(1)、将由两块水平单翼和两块垂直单翼氢炉钎焊而成的四翼型射频四极场加速器腔体主体的内、外表面精加工到所需尺寸；加速器腔体主体材质为无氧铜；(2)、将清洗合格的两块水平单翼取出，在两块水平电极焊料槽装焊料，确保焊料不松动，焊料Φ1mm，槽宽小于1.1mm；(3)、在平台上将一块水平单翼吊起来，基准面向下垂直放到平台上；用同样的方法起吊一块垂直单翼，垂直单翼的焊接面、加强焊接面与水平单翼焊接面相贴；同样的步骤将另一块垂直单翼放到平台上，最后将另一块水平单翼起吊，保证焊接面与垂直电极焊接面相贴；每次吊完后将起吊工装都拆卸完毕在进行下一块单翼的起吊；(4)、两块水平单翼和两块垂直单翼组拼在一起后，通过四块夹板装在铜腔下面，用夹板从两个方向逐步加紧，使四块单翼的焊接面与加强焊接面相互贴合均匀；(5)、装不锈钢紧固螺栓，先用手全部拧到底，两面螺栓全部装完，用螺旋式的紧固顺序，从下向上依次用扭力扳手的用固定15牛顿的力拧紧螺栓；(6)、松开垂直单翼上所有螺栓，在没有螺栓的面上安装直角夹具，从下向上安装并调整夹具之间的距离，用手拧紧螺栓，保证夹具不松动，再通过扭力扳手10牛顿的力，同样用螺旋式的方法依次将螺栓拧紧；(7)、调整扭力扳手到15牛顿，将垂直电极两侧的螺栓采用一左一右的方法将每一个螺栓拧紧，保证焊接面与加强焊接面之间的间隙小于0.02mm；(8)、通过塞尺对焊接面、加强焊接面的装配间隙进行测量，如间隙大于0.02mm，则重新松开部分螺栓，再次拧紧并调大扭力，直到焊接面间隙小于0.02mm；(9)、在垂直单翼方向直接通过螺栓来固定，在水平单翼方向不能直接用螺栓固定，需通过直角夹具作为支撑工装过渡固定，保证在水平方向来固定两个焊接面的贴合，保证腔体焊接精度要求；(10)、焊接时，在螺栓、垫片、直角夹具表面喷一层氮化硼作为脱模剂，防止螺栓、直角夹具和腔体粘接。...

【技术特征摘要】
1.一种四翼型射频四极场加速器腔体氢炉钎焊方法，其特点是包括如下步骤：（1）、将由两块水平单翼和两块垂直单翼氢炉钎焊而成的四翼型射频四极场加速器腔体主体的内、外表面精加工到所需尺寸；加速器腔体主体材质为无氧铜；（2）、将清洗合格的两块水平单翼取出，在两块水平电极焊料槽装焊料，确保焊料不松动，焊料Φ1mm，槽宽小于1.1mm；（3）、在平台上将一块水平单翼吊起来，基准面向下垂直放到平台上；用同样的方法起吊一块垂直单翼，垂直单翼的焊接面、加强焊接面与水平单翼焊接面相贴；同样的步骤将另一块垂直单翼放到平台上，最后将另一块水平单翼起吊，保证焊接面与垂直电极焊接面相贴；每次吊完后将起吊工装都拆卸完毕在进行下一块单翼的起吊；（4）、两块水平单翼和两块垂直单翼组拼在一起后，通过四块夹板装在铜腔下面，用夹板从两个方向逐步加紧，使四块单翼的焊接面与加强焊接面相互贴合均匀；（5）、装不锈钢紧固螺栓，先用手全部拧到底，两面螺栓全部装完，用螺旋式的紧固顺序，从下向上依次用扭力扳手固定15牛顿的力拧紧螺栓；（6）、松开垂直单翼上所有螺栓，在没有螺栓的面上安装直角夹具，从下向上安装并调整夹具之间的距离，用手拧紧螺栓，保证夹具不松动，再通过扭力扳手10牛顿的力，同样用螺旋式的方法依次将螺栓拧紧；（7）、调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国平，谢春安，李学敏，牛小强，张小奇，雷海亮，王文进，徐大宇，王丰，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62