一种直径大于３００ｍｍ的陶瓷真空管钎焊工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种直径大于３００ｍｍ的陶瓷真空管钎焊工艺及装置，其步骤为先对陶瓷管道和钛环进行清洗，随后垂直掉入真空炉中，在真空条件下升温焊接，焊接完毕后冲保护气体出炉，便完成了两个陶瓷真空管的对焊。本发明专利技术提供的装置由第一级的机械式旋片泵，第二级的罗茨泵，第三级的油扩散泵构成，各级泵进行串联布置，在装置上还配有向炉中输送高纯惰性气体（如氮气和氩气）的管路。本发明专利技术的优点在于提供了一种直径大于３００ｍｍ的陶瓷真空管钎焊工艺及装置，并且焊接后的陶瓷管道焊缝处真空漏率小于５＊１０－１２Ｐａ．Ｍ３／ｓ，在陶瓷管道上无任何裂纹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直径大于300mm的陶瓷真空管钎焊工艺及该方法所使用的装置，用于将陶瓷真空管道在真空状态下对焊在一起，属于陶瓷真空管钎焊工艺及装置

技术介绍
目前由于不锈钢和铝合金在电子辐射状态下产生的活化效应比较少，国内大型加速器上使用的大直径的真空管道都以不锈钢和铝合金为主。但是不锈钢和铝合金在质子辐射状态下产生的活化效应很大，对周围的环境造成极其严重的中子污染。而陶瓷真空管则不会有活化效应，但是现在并没有一种成熟的钎焊陶瓷真空管的工艺及装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直径大于300mm的陶瓷真空管钎焊工艺及装置，以适用于我国即将开始建造的散裂中子源项目。 为了达到上述目的，本专利技术的方法技术方案是提供一种直径大于300mm的陶瓷真空管钎焊工艺，其步骤为 步骤1、对已经金属化的陶瓷管道进行清洗，除去表面的污物，对陶瓷管道的焊接表面在100 120。C下干燥处理5 10分钟； 步骤2、用强酸清洗钛环表面，并在100 12(TC下干燥处理5 10分钟，其特征在于， 步骤3、将清洗后的陶瓷管道及钛环装入工装夹具中，两根陶瓷管道之间放置一个钛环，对陶瓷管道和钛环进行固定，并在陶瓷管道与钛环的对接处配好钎焊料，再将工装以悬空的方式吊入真空炉中； 步骤4、对真空炉抽真空直至真空度不大于10—3Pa后开始加热，升温至490 510°C ，保温15 25分钟，再升温至848 852°C ，确认焊料熔化后保温15 25分钟，再自然冷却致140 16(TC，冲惰性气体，出炉。 本专利技术提供的一种产品技术方案是提供了一种用于上述方法的装置，由第一级的机械式旋片泵，第二级的罗茨泵，第三级的油扩散泵构成，各级泵进行串联布置，其具体结构为包括垂直的真空炉体，工件置于真空炉体内，在真空炉体内设有加热系统，加热系统分布在工件四周，加热系统分别连接控制器及炉体电源，在真空炉体上连接有第一阀门，第一阀门的一端连接扩散泵，第一阀门的另一端管路连接第三阀门，第三阀门管路连接机械泵，罗茨泵的一端通过第二阀门连接扩散泵，罗茨泵的另一端连接第三阀门与机械泵之间的管路。 本专利技术的装置采用垂直炉体设计，使得工件以悬空的方式进行吊装，从而可以确保焊料的自然毛细血管现象，使在焊接表面都能均匀分布焊料，满足真空度的要求；本专利技术提供的方法在焊缝中(即两个陶瓷管道之间)添加一个钛环，可以减少对焊处的应力分布，保证陶瓷焊接部位不出现裂纹；本专利技术的工装夹具可以保证焊接过程中零件的位置；本发 明的方法在升温过程中保持真空度不大于10—卞a，在焊料熔化后保温15 25分钟，以便焊 料充分熔化，而且不产生气泡。 本专利技术的优点在于提供了一种直径大于300mm的陶瓷真空管钎焊工艺及装置，并 且焊接后的陶瓷管道焊缝处真空漏率小于5*10_12Pa. MVs，在陶瓷管道上无任何裂纹。附图说明 图1A为工装夹具的结构示意图； 图1B为图1A侧视图； 图2为本专利技术提供的一种装置的结构示意图； 图3为本专利技术提供的一种装置的电路框图。具体实施例方式以下结合实施例来具体说明本专利技术。 实施例l 如图2及图3所示，本专利技术提供的一种用于直径大于300mm的陶瓷真空管钎焊的 装置包括垂直的真空炉体2，工件4置于真空炉体2内，在真空炉体2内设有加热系统3，加 热系统3分布在工件4四周，加热系统3分别连接控制器及炉体电源，在真空炉体2上连接 有第一阀门5，第一阀门5的一端连接扩散泵6，第一阀门5的另一端管路连接第三阀门9， 第三阀门9管路连接机械泵10，罗茨泵8的一端通过第二阀门7连接扩散泵6，罗茨泵8的 另一端连接第三阀门9与机械泵10之间的管路。加热系统3为电加热装置，控制器为单片 机。 本专利技术提供的一种直径大于300mm的陶瓷真空管钎焊工艺，，需要对接两个外径 为302mm，内径为282mm，长450mm的陶瓷真空管道，其步骤为 步骤1、对已经金属化的陶瓷管道进行清洗，除去表面的污物，对陶瓷管道的焊接 表面在12(TC下干燥处理8分钟； 步骤2、用强酸清洗钛环表面，并在12(TC下干燥处理8分钟，强酸为浓度为35^的 盐酸. 步骤3、将清洗后的陶瓷管道及钛环装入工装夹具中，两根陶瓷管道之间放置一个 钛环，对陶瓷管道和钛环进行固定，并在陶瓷管道与钛环的对接处配好钎焊料，钎焊料为常 规材料，在本实施例中使用北京有色金属公司的AgCu28焊料，再将工装以悬空的方式吊入 真空炉中，工装夹具的结构如图1A及图1B所示，包括壳体11，在壳体11的两侧分别设有上 盖13及下盖12，在壳体11内的中部分别水平及竖直设有隔板21及定位杆14，定位杆14 的两端设于上盖13及下盖12外，在定位杆14的一端上设有螺母19，在定位杆14的另一端 上设有吊环18，在定位杆14的该端外依次套有塞块15、弹簧16及弹簧座17，塞块15设于 上盖13上，上盖13及下盖12通过螺栓20设于壳体11上。 步骤4、对真空炉抽真空直至真空度10—3Pa后开始加热，以50°C /小时的速率升温 至49(TC，保温15分钟，再以150°C /小时的速率升温至848。C，确认焊料熔化后保温15分 钟，再自然冷却致14(TC，冲氮气，出炉。在抽真空直至真空度10—卞a之间，还可以抽真空检测炉体上是否存在漏点。 经过检领"陶瓷管道焊缝处真空漏率小于5*10-12 3.13/8，经长时间的真空测试，管道对接处无任何裂纹。 实施例2 本实施例的装置与实施例1相同，其步骤的区别在于，步骤1中的干燥温度为 100°C，时间为10分钟；步骤2中干燥温度为100°C，时间为10分钟；步骤4、对真空炉抽真 空直至真空10—spa后开始加热，以50°C /小时的升温至51(TC，保温25分钟，再以150°C / 小时的速率升温至852°C，确认焊料熔化后保温25分钟，再自然冷却致160°C，冲氩气，出炉。 经过检领"陶瓷管道焊缝处真空漏率小于5*10-12 &.13/8，经长时间的真空测试，管道对接处无任何裂纹。 实施例3 本实施例的装置与实施例1相同，其步骤的区别在于步骤1中的干燥温度为 120°C，时间为5分钟；步骤2中干燥温度为120°C，时间为5分钟；步骤4、对真空炉抽真空 直至真空10—3Pa后开始加热，升温至500°C ，保温20分钟，再升温至850°C ，确认焊料熔化后 保温20分钟，再自然冷却致150°C ，冲氮气，出炉，本实施例的其他步骤与实施例1相同。经 过检测，陶瓷管道焊缝处真空漏率小于5*10_12Pa. M3/s，经长时间的真空测试，管道对接处 无任何裂纹。权利要求一种直径大于300mm的陶瓷真空管钎焊工艺，其步骤为步骤1、对已经金属化的陶瓷管道进行清洗，除去表面的污物，对陶瓷管道的焊接表面在100～120℃下干燥处理5～10分钟；步骤2、用强酸清洗钛环表面，并在100～120℃下干燥处理5～10分钟，其特征在于，步骤3、将清洗后的陶瓷管道及钛环装入工装夹具中，两根陶瓷管道之间放置一个钛环，对陶瓷管道和钛环进行固定，并在陶瓷管道与钛环的对接处配好钎焊料，再将工装以悬空的方式吊入真空炉中；步骤4、对真空炉抽真空直至真空不大于10-3Pa后开始加热，升温至490～510℃，保温15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直径大于３００ｍｍ的陶瓷真空管钎焊工艺，其步骤为：步骤１、对已经金属化的陶瓷管道进行清洗，除去表面的污物，对陶瓷管道的焊接表面在１００～１２０℃下干燥处理５～１０分钟；步骤２、用强酸清洗钛环表面，并在１００～１２０℃下干燥处理５～１０分钟，其特征在于，步骤３、将清洗后的陶瓷管道及钛环装入工装夹具中，两根陶瓷管道之间放置一个钛环，对陶瓷管道和钛环进行固定，并在陶瓷管道与钛环的对接处配好钎焊料，再将工装以悬空的方式吊入真空炉中；步骤４、对真空炉抽真空直至真空不大于１０↑［－３］Ｐａ后开始加热，升温至４９０～５１０℃，保温１５～２５分钟，再升温至８４８～８５２℃，确认焊料熔化后保温１５～２５分钟，再自然冷却致１４０～１６０℃，冲惰性气体，出炉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张红辉，邵任杰，蒋道满，
申请(专利权)人：上海克林技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]