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特材真空腔体制作相关注意事项

       特材真空腔体是保持里面为真空状态的容器,真空腔体的制作要考虑容积、材质和形状。 
       不锈钢是目前真空系统的主要结构材料。其中300系列不锈钢是含Cr10%~20%的低碳钢,具有优良的抗腐蚀性、放气率低、无磁性、焊接性好、导电率和导热率低、能够在-270~900℃工作等优点,在高真空系统中,应用广。        
       近年来,为了减少它的制作成本,采用铸造铝合金来制作腔体也逐渐普及。另外,采用钛合金来制作用途真空腔体的例子也不少。    
       为了减小腔内壁的表面积,通常用喷砂或电解抛光的方式来获得平坦的表面。它的腔体,较多的是利用电解抛光来进行表面处理。    
       焊接是其制作中重要的环节之一。为不让空气中熔化的金属和氧气化学反应从而影响焊接质量,通常采用氩弧焊来完成焊接。氩弧焊是指在焊接过程中向钨电极周围喷出保护气体氩气,以免熔化后的高温金属发生氧化反应。    
       它的氩弧焊接,原则上要采用内焊,即焊接面是在真空一侧,以免存在死角而发生虚漏。真空腔体不允许内外双重焊接和双重密封。      
       它的内壁表面吸附大量的气体分子,成为影响真空度的放气源。为实现高真空,要对腔体进行150~250℃的高温烘烤,以促使材料表面和里面的气体尽快放出。烘烤方式有在腔体外壁缠绕加热带、在腔体  外壁固定铠装加热丝或直接将腔体置于烘烤帐篷中。比较经济简单的烘烤方法是使用加热带,加热带的外面再用铝箔包裹,以免热量散失的同时也可使腔体均匀受热。    
       实验室的真空腔体烘烤时的真空度变化结果,烘烤采用缠绕加热带的方式。当真空度达到约10-3 Pa时,开始给加热带逐渐通电加热,保持腔体在150℃下进行长时间烘烤。烘烤过程中关闭离子泵,同时也给离子泵通电进行加热烘烤,这时它只靠分子泵和前级泵来排气。随着腔体温度的升高,腔内表面吸附的水蒸气等气体分子大量放出,真空度会恶化。气体的放出量随着烘烤时间的增加而逐渐减少,因此真空度也逐步好转。停止烘烤时,切断加热带和离子泵的烘烤电源,然后趁腔体仍处在高温的状态下对钛升华泵进行除气处理。钛升华泵的除气处理是指给Ti丝通电加热,但又控制温度在Ti升华温度之下的操作。钛升华泵除气处理的目的是清掉吸附在Ti丝表面的气体分子以及其他可能的污染物,以让钛升华泵的正常工作。完成钛升华泵的除气处理之后,启动离子泵和钛升华泵,增加真空排气的力度。随着排气力度的增加和由于腔体温度减少而放出气体的减少,系统的真空度会好转。      
       新完成的腔体烘烤时,一般需要一周时间,重复烘烤后单独的烘烤时间可以适当减少。为了准确地测量真空度,停止烘烤后也应该对真空计进行除气处理。如果真空泵能力足而且烘烤时间足的话,烘烤后真空度可上升几个数量。    
       一个气压在1cm2的面积上产生约1kgf的压力,对直径20cm的法兰来讲,就是1t的压力。圆筒或球形的腔体,由于构造的不同性使得压力分散,腔体的壁厚2~4mm就不会变形。但是,对于方形腔体,侧面的平板上要承受上吨的压力,要通过增加壁厚或设置加强筋,才能不会变形。方形腔体一般情况下要比筒形和球形腔体重,而且价格高。所示为几种代表性的真空腔体,分别为筒形、球形和方形。    
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2019/08/14 17:13:07 31 次

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